[发明专利]具有吸附与催化芬顿反应功能的二茂铁树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种具有吸附与催化芬顿反应功能的二茂铁树脂及其制备方法。所述树脂通过将环氧树脂与二茂铁单体混合，采用环氧基开环反应制备得到。本发明的二茂铁树脂可以实现饱和吸附后通过类芬顿反应解吸附，避免了洗脱液的使用造成的二次污染，同时可以在短时间内将酸性、中性和碱性染料废水降解95％以上，有效避免传统芬顿结束后的碱性调和，并且无铁泥产生，适用于水处理领域。

技术领域

本发明属于水处理材料技术领域，涉及一种具有吸附与催化芬顿反应功能的二茂铁 树脂及其制备方法。

背景技术

树脂具有优异的吸附能力、低廉的价格和可再生的能力，常被用作吸附剂，用于处理染料废水。然而，在废水处理之后，树脂需要通过物理、化学或生物方法再生。最常 见的方法是酸碱洗脱，但所产生的洗脱液含有大量吸附的污染物，而解吸洗脱液具有很 高的生物抵抗力，对生物体构成严重的生态毒理学威胁，采用生物学方法很难处理洗脱 液。而采用生物法对树脂进行再生的周期太长。因此，需要寻找更环保、快速的树脂再 生方法。

芬顿技术是应用范围最广的高级氧化技术之一，但是芬顿技术受到pH范围狭窄和铁泥形成的限制。狭小的pH范围导致污水处理前需要投加酸，处理后要对污水进行碱 中和，浪费大量酸碱试剂。同时铁泥的产生也会大大增加企业的成本。文献1采用二茂 铁在紫外光下降解亚甲基蓝，但只能在酸性条件下使用(Wang,Q.；Tian,S.；Ning,P., Ferrocene-Catalyzed Heterogeneous Fenton-like Degradation of Methylene Blue:Influenceof Initial Solution pH.IndustrialEngineering Chemistry Research 2014,53(15),6334-6340.)。因此增加反应的pH范围以及减少铁泥的产生会大大降低企业的成本。

发明内容

本发明公开了一种具有吸附与催化芬顿反应功能的二茂铁树脂及其制备方法。该树 脂通过将环氧树脂与二茂铁单体混合，采用环氧基开环反应制备得到。

实现本发明目的技术解决方案是：

具有吸附与催化芬顿反应功能的二茂铁树脂的制备方法，以四丁基溴化铵为催化剂，通过环氧基和羧酸的开环聚合在环氧树脂上接枝二茂铁，具体步骤如下：

将四丁基溴化铵、环氧树脂与二茂铁甲酸加入二甲基亚砜(DMSO)中，混合均匀，在90℃～130℃下搅拌反应，反应结束后，离心分离，清洗，干燥，得到二茂铁树脂。

优选地，所述四丁基溴化铵、环氧树脂与二茂铁甲酸的质量比为0.1～0.2：1：1。

优选地，反应时间为20h～26h。

优选地，干燥温度为40～50℃。

优选地，清洗采用乙醇和水的混合溶液清洗。

本发明还提供上述制备方法制得的二茂铁树脂。

进一步，本发明还提供上述二茂铁树脂在染料废水处理中的应用。

在本发明的具体实施方式中，采用的染料为亚甲基蓝。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明的二茂铁树脂中，Fe离子通过共价键接枝到材料上，避免了Fe的流失；

(2)本发明的二茂铁树脂无需洗脱液即可实现再生，避免了使用洗脱液造成的二次污染；

(3)本发明增加了芬顿反应的pH范围，避免了酸的投加和污水处理后的碱中和，减少了生产的成本；

(4)本发明制备的二茂铁树脂作为芬顿催化剂时不产生铁泥；