[发明专利]一种耐盐性三价铁离子负载的D151树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种耐盐性Fe³⁺负载的D151树脂及其制备方法和应用。耐盐性Fe³⁺负载的D151树脂是以D151树脂为原料，依次经过酸洗、碱洗、Fe³⁺溶液洗涤得到，耐盐性Fe³⁺负载的D151树脂制备方法简单，成本低，有利于工业化生产应用。且耐盐性Fe³⁺负载的D151树脂可以通过配位螯合作用高效吸附回收高盐浓度草甘膦生产废水中的草甘膦，不但解决了草甘膦生产废水直接排放造成严重的环境问题，而且高效回收草甘膦，具有重要的经济效益。

技术领域

本发明涉及一种吸附材料，特别涉及一种以D151树脂为载体，Fe³⁺为活性材料的吸附材料，还涉及该吸附材料的制备及其作为吸附材料在草甘膦生产废水中回收草甘膦方面的应用，属于化工废水处理技术领域。

背景技术

草甘膦作为一种非选择性的除草剂，是世界上最常用的除草剂品种，仅2014年约有82.6×10⁴吨草甘膦被使用。由于草甘膦的大量使用，在地表水、地下水和土壤中存在一定浓度的草甘膦。草甘膦通过食物链和水进入人体后，干扰神经系统和内分泌系统的功能，引起人体遗传毒性和基因突变，对人有致癌作用。工业上有两种方法生产草甘膦，用甘氨酸法生产草甘膦的母液中含有约1.5％草甘膦、13-15％NaCl；用IDA法生产草甘膦的母液中含有约2.0％草甘膦、4.5％NaCl。草甘膦生产废水直接排放会造成严重的环境问题，且浪费草甘膦，从草甘膦废水中回收草甘膦具有重要的环境意义和经济效益。

现有技术中，一种处理草甘膦母液的方法是将草甘膦母液酸碱中和，然后蒸发浓缩制备草甘膦含量为10％的草甘膦农药试剂销售，这种方法缺点是销售的草甘膦农药试剂中含有大量的盐，容易导致土壤盐化，这种方法已经被中国禁止。蒸发溶剂法处理草甘膦母液回收草甘膦，是我国处理草甘膦母液的另一种传统方法，这种方法需要消耗大量的能量。其他方法如电化学氧化、生物降解、可见光催化降解、矿石吸附等，这些方法存在着不适用于大规模草甘膦废水处理，存在处理效率低或二次污染等缺点。

草甘膦分子结构为(HO)₂-PO-CH₂-NH-CH₂-COOH，草甘膦分子中氨基显碱性，草甘膦分子中羧基和磷酸基显酸性，因此草甘膦为两性物质。草甘膦具有四级电离常数(pK_a1＝0.78，pK_a2＝2.6，pK_a3＝5.6，pK_a4＝10.6)。不同pH值时草甘膦的电离不同，其存在形态不同。草甘膦电离方程式如下：

草甘膦在水中溶解性大，在有机溶剂中溶解性小，因此以疏水作用为推动力的苯乙烯系吸附树脂很难从草甘膦水溶液中吸附草甘膦；由电离方程式可知，草甘膦分子中的–NH-主要以NH₂⁺形式存在，弱酸基团对NH₂⁺的作用力小，因此以D151树脂为代表的弱酸性树脂，其对草甘膦的吸附量非常小；以D301树脂和330树脂为代表的弱碱性树脂，在无盐条件下对草甘膦有较强的吸附，但在高浓度盐存在时由于盐的阴离子与草甘膦阴离子竞争弱碱性树脂中的阴离子交换位点，D301树脂和330树脂对草甘膦的吸附量非常小或甚至为零。由于草甘膦在水中溶解度大和显酸碱两性，用树脂吸附法吸附高盐浓度条件下水溶液中的草甘膦，一直是一个研究的难点。

发明内容

针对现有技术中采用树脂吸附回收高盐浓度草甘膦生产废水中草甘膦的方法存在的问题，本发明的第一个目的是在于提供一种耐盐性Fe³⁺负载的D151树脂，其可以通过配位螯合作用高效吸附回收高盐浓度草甘膦生产废水中的草甘膦，不但解决了草甘膦生产废水直接排放造成严重的环境问题，而且高效回收草甘膦，具有重要的经济效益。