吸附樹脂及其應(yīng)用

關(guān)于吸附樹脂及其應(yīng)用第1頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月主要內(nèi)容吸附樹脂的概述1吸附樹脂的分類2影響吸附性能的因素3吸附樹脂的應(yīng)用4吸附樹脂的應(yīng)用特點(diǎn)5第2頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月1.

吸附樹脂的概述

吸附樹脂（adsorptionresin）又稱樹脂吸附劑，是在離子交換樹脂的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。吸附樹脂是一種不含離子交換基團(tuán)的高交聯(lián)度體型高分子珠粒，其內(nèi)部擁有許多分子水平的孔道，提供擴(kuò)散通道和吸附場所。

20世紀(jì)70年代以來，隨著大孔離子交換樹脂的發(fā)展，大孔吸附樹脂應(yīng)運(yùn)而生。它是以苯乙烯和丙烯酸酯為單體，加入二乙烯苯為交聯(lián)劑，甲苯、二甲苯為致孔劑，它們相互交聯(lián)聚合形成了多孔骨架結(jié)構(gòu)。第3頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月吸附樹脂的特點(diǎn)和作用

樹脂本身由于依靠它和被吸附的分子（吸附質(zhì)）之間的范德華力和氫鍵作用，具有吸附性，又因具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和很高的比表面積，而有篩選性能，能從溶液中有選擇地吸附有機(jī)物質(zhì)，使有機(jī)化合物根據(jù)吸附力及其分子量大小可以經(jīng)一定溶劑洗脫而分開，達(dá)到分離、純化、除雜、濃縮等不同目的。吸附樹脂的特點(diǎn)是容易再生，可反復(fù)使用。其他不同之處在于，吸附樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)可以較容易地人為控制，根據(jù)不同需要可合成出結(jié)構(gòu)和性能不同的樹脂，因此，吸附樹脂品種多，應(yīng)用范圍廣。第4頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月2.吸附樹脂的分類按樹脂極性不同，吸附樹脂可分為：非極性樹脂中極性樹脂極性樹脂強(qiáng)極性樹脂烴類有機(jī)物，如：聚苯乙烯等帶酯基的聚合物，如：聚丙烯酸酯帶有酰胺基等的聚合物，如聚丙烯酰胺等含有氧化氮、吡啶基等的聚合物第5頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月分類

非極性吸附樹脂是由偶極距很小的單體聚合而成，不含任何功能基團(tuán)，孔表的疏水性較強(qiáng)，可通過與小分子內(nèi)的疏水部分的作用吸附溶液中的有機(jī)物，最適用于從極性溶劑(如水)中吸附非極性物質(zhì)。

中極性吸附樹脂含有酯基，其表面兼有疏水和親水部分，既可由極性溶劑中吸附非極性物質(zhì)，也可以從非極性溶劑中吸附極性物質(zhì)。

極性樹脂含有酰胺基、氰基、酚羥基等極性功能基，它們通過靜電相互作用吸附極性物質(zhì)。第6頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月3.影響吸附性能的因素吸附樹脂的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)對吸附性能的影響表現(xiàn)在以下幾個方面：孔徑比表面積孔容孔徑分布形成氫鍵或電子轉(zhuǎn)移絡(luò)合物極性相近原則影響因素第7頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月1、比表面積

在保證良好擴(kuò)散的條件下，樹脂的比表面積越大，吸附量越高。2、孔徑一般樹脂的孔徑越大，吸附質(zhì)分子在孔內(nèi)的擴(kuò)散速度就越大，越有利于達(dá)到吸附平衡，但是，孔徑過大會降低比表面積。經(jīng)驗表明，當(dāng)吸附劑孔徑與吸附質(zhì)分子的直徑比為6:1左右時，吸附性能最佳。第8頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月3、孔容當(dāng)孔徑固定時，比表面積與孔容成正比，所以隨著孔容的增加，樹脂的吸附量增加。4、孔徑分布孔徑的分布的情況對吸附量有影響。若孔徑分布很寬，則小孔部分可能由于受吸附質(zhì)分子擴(kuò)散速度的限制而不能充分利用，并且大孔部分將使樹脂的比表面積下降。所以樹脂的孔徑分布越窄，吸附性能越好。第9頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月5、極性相近原則和通常的吸附規(guī)律一樣，極性樹脂較易吸附極性物質(zhì)，非極性樹脂較易吸附非極性物質(zhì)。6、形成氫鍵或電子轉(zhuǎn)移絡(luò)合物如果樹脂上的基團(tuán)與吸附質(zhì)分子之間可形成氫鍵或電子轉(zhuǎn)移絡(luò)合物，則有強(qiáng)的吸附作用，此時的吸附力主要為化學(xué)力（氫鍵及電荷轉(zhuǎn)移為弱化學(xué)力）。第10頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月4.吸附樹脂的應(yīng)用

吸附樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理結(jié)構(gòu)可以較容易地人為控制，根據(jù)不同需要可合成出結(jié)構(gòu)和性能不同的樹脂，因此，吸附樹脂的品種多，應(yīng)用范圍廣。目前吸附樹脂在廢水處理、藥物提純、化學(xué)試劑的提純、醫(yī)學(xué)分析、急性藥物中毒處理、色譜載體等方面得到了廣泛的應(yīng)用。特別是有些特殊高性能吸附樹脂在廢水有效處理的同時還實(shí)現(xiàn)了廢物的資源化，應(yīng)該說這是吸附樹脂發(fā)展史上的一大進(jìn)步。第11頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月4.1大孔吸附樹脂在有機(jī)廢水處理中的應(yīng)用4.1.1含酚廢水的處理含酚廢水是一種來源廣、數(shù)量多、濃度高、環(huán)境危害大的水污染物,也是我國水污染控制中急需解決的重點(diǎn)問題之一。上海大學(xué)研究了DA-201吸附樹脂回收、凈化廢水中苯酚的工藝條件,實(shí)驗表明,當(dāng)廢水的pH<7時,吸附樹脂不僅能回收苯酚,而且不產(chǎn)生二次污染,失效樹脂適用5%的NaOH溶液或甲醇脫酚,其效率接近100%。他們將研究成果應(yīng)用于上海焦化廠氨回收工段含酚廢水的處理,處理后的廢水達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。南京大學(xué)采用CHA-111大孔吸附樹脂,處理T-50石油酚、2-萘酚和五氯酚鈉工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的高濃度含酚廢水,T-50石油酚廢水中酚總?cè)コ省?9.9%,COD去除率〉95%,出水中酚濃度<5mg/L,再經(jīng)過次氯酸鈉氧化,實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放;2-萘酚的吸附率〉99%,脫附率可達(dá)95%;五氯酚鈉去除率〉99%,COD去除率〉80%,另外,吸附劑解吸后可以重復(fù)使用，解析后的污染物可以資源化。第12頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月4.1.2含有機(jī)酸廢水的處理同濟(jì)大學(xué)利用超高交聯(lián)吸附樹脂NDA-800

吸附法處理水楊酸生產(chǎn)廢水,研究表明,NDA-800超高交聯(lián)吸附樹脂對水楊酸生產(chǎn)廢水有良好的處理效果,當(dāng)進(jìn)水CODCr值約20000mg/L,苯酚和水楊酸含量分別為6000mg/L和1300mg/L時,經(jīng)過NDA-800樹脂一級吸附處理,出水的CODCr和苯酚等污染指標(biāo)均可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),

同時實(shí)現(xiàn)了水楊酸生產(chǎn)廢水中苯酚和水楊酸等化工資源的生產(chǎn)回用。南京大學(xué)等用NDA-211大孔樹脂處理模擬2,6-二羥基苯甲酸合成中產(chǎn)生的廢水,取得了良好的效果,該廢水含2,6-二羥基苯甲酸約2100mg/L,間苯二酚約680mg/L,吸附處理后2，6-二羥基苯甲酸濃度<0.2mg/L,間苯二酚濃度<1mg/L,吸附去除率分別>99.9%和99.8%;在合適的條件下兩者的脫附率都>99%,樹脂工作吸附量達(dá)69.5g/L。第13頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月4.1.3其他廢水的處理江蘇石油化工學(xué)院利用H-103樹脂對生產(chǎn)多亞甲基多芳基異氰酸酯(PAPI)產(chǎn)生的苯胺廢水進(jìn)行吸附研究,結(jié)果顯示,出水苯胺濃度<3mg/L,苯胺去除率達(dá)99.9%,COD去除率為75%,樹脂工作吸附量為80～100mg/mL;以50～60°C稀鹽酸或工業(yè)酒精脫附,苯胺回收率>99%.

戚品豹利用H-103樹脂對某磷肥廠產(chǎn)生的苯胺污水進(jìn)行吸附,確定最佳處理條件為污水濃度1000mg/L,停留時間15min,吸附溫度為常溫,pH=7,處理后污水能夠達(dá)標(biāo)排放.第14頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月4.2吸附樹脂在食品防腐劑分析中的應(yīng)用

2,4-己二烯酸(山梨酸)是目前廣泛使用的食品防腐劑之一。利用氣相色譜法、高效液相色譜法和分光光度法,來測定食品中痕量山梨酸方法已有許多報道。光度法的測定原理是基于氧化劑K2Cr2O7

將山梨酸氧化成丙二醛,再與硫代巴比妥酸反應(yīng),形成一種紅色物質(zhì)。用K2Cr2O7-硫代巴比妥酸光度法定食品中痕量,2,4-己二烯酸時,可用吸附樹脂GDX-502微型柱消除醇、醛、酮、酯和糖對測定的干擾。第15頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月4.3大孔樹脂在中藥單方有效成分提取工藝中的應(yīng)用麻秀萍等比較了10種大孔吸附樹脂對銀杏葉黃酮的吸附性能,篩選試驗結(jié)果表明，AB-18大孔吸附樹脂是一種對銀杏葉黃酮吸附性能優(yōu)良的吸附劑,對于優(yōu)化生產(chǎn)工藝,充分利用銀杏資源有重要意義。王梅等研究了用大孔吸附樹脂提取茶葉中茶多酚的方法,通過對樹脂的篩選確定了NK-S3樹脂對茶多酚吸附-解吸性能良好,其對茶多酚的吸附量可達(dá)81.57mg/g,洗脫率接近100%,此法提取茶多酚成本低、工藝簡單且樹脂可反復(fù)使用,可完善為工業(yè)化提取方法。第16頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月4.4大孔樹脂在中藥復(fù)方制備、精制工藝中的應(yīng)用

宓曉黎等將大孔吸附樹脂提取分離技術(shù)應(yīng)用于降壓膠囊的制備工藝,用非極性大孔吸附樹脂法從復(fù)方中提取有效成分,采用正交試驗設(shè)計考察了最佳吸附和解吸條件并進(jìn)行了試驗生產(chǎn),結(jié)果表明,大孔樹脂法簡化了工藝過程,縮短了生產(chǎn)周期,提高了產(chǎn)物的純度,更適于工業(yè)化生產(chǎn),可替代原溶劑提取沉淀工藝。石林平等采用大孔吸附樹脂提取桔梗、遠(yuǎn)志、款冬花、甘草等的有效成分,制成復(fù)方桔梗止咳滴丸,以薄層色譜法對桔梗、遠(yuǎn)志進(jìn)行鑒別,采用HPLC對甘草酸進(jìn)行含量測定,結(jié)果表明改制劑工藝穩(wěn)定,質(zhì)量可靠,具有劑量小、起效快、服用方便等特點(diǎn)。第17頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月5.大孔吸附樹脂技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)大孔吸附樹脂的優(yōu)點(diǎn)：具有吸附容量大、吸附速度快、易解吸、易再生;物理與化學(xué)穩(wěn)定性高

,不溶于酸、堿及有機(jī)溶劑;對有機(jī)物選擇性好,不受無機(jī)鹽類及其他強(qiáng)離子、低分子存在的影響,且反而有利于吸附;品種多,不同品種可吸附多種有機(jī)化合物;流體阻力較小;脫色能力高第18頁，課件共21頁，創(chuàng)作于2023年2月大孔吸附樹脂在應(yīng)用中的不足：首先,對于藥品生產(chǎn)而言大孔吸附樹脂缺乏藥用標(biāo)準(zhǔn),該