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新虫 (初入文坛)

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[交流] 大孔吸附树脂在化工废水处理中的应用已有1人参与

大孔吸附树脂是在20 世纪中期发展起来的一项技术，主要应用于化学工业、环境保护、医药工业等领域中，对于工业废水，废液的处理，如废水中含苯、硝基苯、氯苯、氟苯、苯酚、硝基酚、氨基苯酚、双酚A、对甲酚、奈酚、苯胺、邻苯二胺、对苯二胺、水杨酸、2，3 酸、奈磺酸等有机物均具有很好的吸附、回收净化作用。且对废液中有害物质的浓度含量适应性强，并可作到一次性达标。可实现工业生产中有害物质回收再用、化害为利、变废为宝的目的。
一、大孔吸附树脂分离的特点
大孔吸附树脂又称聚合物吸附剂，大多为白色球形颗粒，具有三维空间网状结构的高分子聚合物，理化性质稳定，不溶于酸、碱及有机溶剂，对有机物的选择性较好，不受无机盐及强离子低分子化合物的影响。大孔吸附树脂为吸附和筛选原理相结合的分离材料。其主要特点是多孔性和较高的比表面积。在目前的吸附树脂按其表面性质可分为非极性、中极性、极性和强极性几种类型，常用的为苯乙烯型、丙烯腈型及丙烯酸酯型等。不同类型的大孔吸附树脂极性、孔性结构也都不同，对化合物的吸附分离也不相同。并且还可结合不同化学成分的结构特点设计合成相应的专用树脂。大孔吸附树脂的这些结构上的灵活性、使用范围的广谱性是其他分离技术不可比拟的。它的吸附性是由范德华力或生成氢键的结果，分离机制主要有以下几种。
1.1、物理吸附作用
非极性吸附树脂主要是物理作用吸附水溶液中的水溶性较小的有机物，而对溶液中的无机离子没有任何吸附能力，对水溶性较大的有机解离物、低级醇类、糖类、氨基酸、蛋白质等吸附能力较弱，因此，此类树脂可以轻易实现有机物与无机物、一般有机物与强亲水性的物质的分离。通过调节ph 值改变物质的解离状态，也可分离有机酸和生物碱等。
1.2、化学吸附作用
树脂的官能团与被吸附物形成化学键而形成牢固的吸附作用，如碱性的树脂能与有机酸、鞣质产生化学作用，可以用来脱酸、去鞣质。在化学吸附中ph值对大孔吸附树脂的影响较大，通常采用酸性化合物在酸性溶液中进行吸附，碱性化合物在碱性溶液中进行吸附较为合适，中性化合物可在近中性的情况下被吸附。
1.3、氢键吸附作用
含有氢键的吸附树脂可与含相应氢键的有机化合物形成氢键，从而与其他物质分开。此外孔径均匀的树脂还有类似于膜分离的作用，可按分子直径的大小把不同相对分子质量的物质分开。
二、大孔吸附树脂吸附工艺的安全性
市场所售的吸附树脂多是以苯乙烯、二乙烯苯、丙烯腈、丙烯酸酯等为单体，用苯、甲苯等为致孔剂制得，常含有未聚合的单体、致孔剂、分散剂及防腐剂，在使用前需将其中的有毒性的有机残留物除去，因此在出厂前都以乙醇、甲醇、酸、碱、丙酮等不同极性的有机溶剂进行梯度洗脱，将树脂中残留的各种不同极性的杂质完全彻底地清洗出来，所以大孔吸附树脂在应用时有较高的安全性，并且在国内外应用的各个领域如医药、环保中，并无因树脂因素引起中毒的报道。
三、大孔吸附树脂的吸附机理
非极性吸附树脂主要靠物理作用吸附水溶液中水溶性较小的有机物，对溶液中的无机离子没有吸附能力，对水溶性较大的有机物的吸附能力较弱。因此，非极性吸附树脂可较易实现有机物与无机物、一般有机物与强亲水性物质的分离。通过调节pH 值改变物质的解离状态，也可分离有机酸和生物碱等。吸附树脂的官能团可与被吸附物形成化学键而形成牢固的吸附作用，如碱性树脂可用来脱酸、去鞣质。pH 值对大孔吸附树脂的化学吸附影响较大，通常采用酸性化合物在酸性溶液中进行吸附，碱性化合物在碱性溶液中进行吸附较为合适，中性化合物可在近中性的情况下被吸附。含有氢键的吸附树脂可与含相应氢键的有机化合物形成氢键，从而与其他物质分开。而孔径均匀的树脂还有类似于膜分离的作用，可以按分子直径的大小把不同相对分子质量的物质分开。
四、大孔吸附树脂吸附效果的影响因素
大孔吸附树脂的吸附效果受被分离物的极性、溶液的pH 值、分子的体积、树脂柱的清洗、洗脱液的种类等因素制约，还与吸附质、吸附剂、外界的温度和压强等有关。
具体如下：
(1)吸附量的大小与树脂的比表面积成正比；
(2)吸附质分子在孔内的扩散速度随着树脂孔径的增大而增加；
(3)树脂的吸附量随着孔容的增加而增加；
(4)树脂的吸附性能随着孔径分布变窄而增强；
(5)极性树脂较易吸附极性相同的物质；
(6)氢键吸附作用的吸附能力较强；
(7)温度降低，吸附量将增加，因为一般吸附过程伴随放热；

(8)吸附量和吸附速率都随着压强的增大而增大。

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