[发明专利]一种改性聚苯乙烯树脂的制备方法及应用

说明书

本发明属于水处理领域，具体涉及一种改性聚苯乙烯树脂的制备方法及应用，将磺酰氯聚苯乙烯树脂分散在四氢呋喃中，在缚酸剂和微回流下分别和含氨基蒽醌以及水溶性含端羟基化合物反应，水洗和乙醇洗后得到改性聚苯乙烯树脂。本发明得到的改性聚苯乙烯树脂具有较好的加速偶氮染料、硝酸盐等的生物降解，而且重复使用次数达到10次以上，可广泛应用于污水处理。

技术领域

本发明涉及水处理工程领域，具体涉及一种改性聚苯乙烯树脂的制备方法及应用。

背景技术

偶氮染料具有鲜艳的色泽、较高的固色率和良好的染色牢度，在印染行业广泛应用，但是产生的废水对生态环境和人体健康造成了极大的威胁。传统的处理方法包括混凝-絮凝法、膜处理法、化学吸附法等不能完全消除偶氮染料的污染，而且容易引起二次污染。

硝酸盐是另一类对人体和环境具有较大危害的化学物质。过度施用的化肥、生活污水及粪便、工业污水等含有的氨态氮及硝态氮，经由土壤、水体等进入自然环境，是引发水体富营养化的主要物质之一。常规生化处理工艺一般只能将氨态氮转变为硝态氮，硝态氮的还原因为反硝化效率低而在一般处理工艺中无法高效完成。

对这类废水的处理主要是化学法和生物法。生物法的应用前景更好，尤其厌氧-好氧工艺是处理这类废水的最有效也是最广泛使用的方法，如何提高微生物还原染料、硝酸根的速率一直是这类工艺的重点。

研究者发现含有醌基的氧化还原介体能够有效的加速偶氮染料、硝酸盐等的生物转化过程，提高降解速率，这是由于含有醌基的氧化还原介体能够有效提高电子传递能力，实现电子加速从供体到最终电子受体(偶氮染料、硝酸盐等)的传递速度，使有机污染物的还原降解速率提高几个数量级。

而含醌基的氧化还原介体由于分子量较小，直接加入到水处理体系中易流失造成二次污染和连续投料成本高的缺点。将含醌基的氧化还原介体固定在不溶于水的物理载体上，是比较可行的工业化方法，既有可以反复利用的优点，又不容易流失，避免二次污染的发生。其中现有公开的技术中，用到的物理载体有无机填料和高分子聚合物型的载体。

授权公告号CN101862680B的中国发明授权专利采用无机填料作为物理载体，公开了一种多孔无机填料固定醌化合物的制备方法，该方法制备步骤复杂，成本高。

公告号CN106830311A的中国发明申请专利采用含端羟基大孔泡沫作为物理载体，物理吸附氧化石墨烯和化学接枝蒽醌化合物，但是含端羟基大孔泡沫成本高，而且大孔在使用过程容易被堵住，并且很难清理，物理吸附的氧化石墨烯也不够稳定，容易脱落。

授权公告号CN103936146B的中国发明授权专利采用尼龙膜作为物理载体，将尼龙膜在盐酸中水解后与蒽醌-2-磺酰氯反应得到醌类化合物修饰的尼龙膜。该方法中由于尼龙膜被盐酸水解，造成物理强度的减弱，影响实用性。

但是，目前的解决方案还不是很完善，业界还在不断寻找和测试不同的物理载体和较为简易的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种改性聚苯乙烯树脂的制备方法。

本发明的另一个目的在于提供一种改性聚苯乙烯树脂。

本发明还有一个目的在于提供一种改性聚苯乙烯树脂的应用。

本发明的技术方案如下：

一种改性聚苯乙烯树脂的制备方法，包括以下步骤，5-20重量份磺酰氯聚苯乙烯树脂分散在100重量份四氢呋喃中，加入含氨基蒽醌和缚酸剂，升温至微回流，反应5-15小时，再加入水溶性含端羟基化合物，继续反应3-10小时，过滤，滤出固体用去离子水清洗2次，再用无水乙醇清洗2次，干燥，得到改性聚苯乙烯树脂。

优选的，所述磺酰氯聚苯乙烯树脂为磺酰氯聚苯乙烯树脂交联1％DVB，粒径100-200目，磺酰氯含量1.8-2.2mmol/g。