【摘 要】
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偕胺肟螯合树脂被广泛应用于放射性金属、重金属、稀贵金属的分离与回收,但随着工业的发展,商业偕胺肟螯合树脂的消耗量增加,导致其废弃量剧增。目前废弃树脂的处理处置方式通常为堆存、填埋、焚烧,但堆存和填埋将占据大量土地,焚烧会产生CO2,不符合资源循环利用和环境友好的倡导。国内外针对废弃树脂再生利用的研究主要集中在废弃离子交换树脂,且绝大多数将其碳化制备活性炭。但碳化需要高温条件且耗时耗能,存在碳产率低
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偕胺肟螯合树脂被广泛应用于放射性金属、重金属、稀贵金属的分离与回收,但随着工业的发展,商业偕胺肟螯合树脂的消耗量增加,导致其废弃量剧增。目前废弃树脂的处理处置方式通常为堆存、填埋、焚烧,但堆存和填埋将占据大量土地,焚烧会产生CO2,不符合资源循环利用和环境友好的倡导。国内外针对废弃树脂再生利用的研究主要集中在废弃离子交换树脂,且绝大多数将其碳化制备活性炭。但碳化需要高温条件且耗时耗能,存在碳产率低和活性炭粒径很小等问题,致使实际应用过程中固液分离困难,限制大规模的工业应用;其次,这些研究集中于以废离子交换树脂为原材料,然而,对废偕胺肟螯合树脂（WAC-树脂）的资源化再利用缺乏系统性研究。因此,本论文针对WAC-树脂的再生利用进行深入研究,从胺肟树脂的基本结构特性出发,研究其失效机理,官能团变化。首先,探究WAC-树脂对铅（Pb）、铜（Cu）、镉（Cd）、锌（Zn）吸附和解吸性能;同时,研究微波处理对WAC-树脂的增孔效果及微波处理后的WAC-树脂（MT-WAC-树脂）对Pb（Ⅱ）的吸附性能;最后,利用MT-WAC-树脂为载体搭载仲辛基苯氧基乙酸（CA-12）萃取剂以制备废弃树脂载体的浸渍树脂（CA-12/SIRs）,并研究其对镓（Ga）的吸附性能。论文的主要结论如下:（1）尽管WAC-树脂的物理和化学结构已被破坏,但盐酸和乙醇再生后的WAC-树脂仍可对溶液中Pb（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）等金属离子展现出较好的吸附效果。WAC-树脂的微孔和中孔孔隙几乎完全被堵塞呈现致密结构,且原始偕胺肟螯合树脂所含的胺肟官能团已被破坏并氧化为羧基官能团;WAC-树脂对溶液中Pb（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）的最大吸附容量分别可达114.6 mg/g、93.4 mg/g、20.7 mg/g和24.4 mg/g,吸附机理为WAC-树脂残余羧基中的C=O和C-O基团与金属离子配位结合。（2）微波处理可使WAC-树脂的孔隙结构更发达,且MT-WAC-树脂对Pb（II）呈现出吸附选择性。MT-WAC-树脂内部呈现出层片堆叠结构及相互连接的三维多孔网状结构;MT-WAC-树脂对Pb（Ⅱ）的最大吸附容量可达80.0mg/g,Pb（II）分配系数（Kd）为620 m L/g。吸附实质是树脂所含C-OH键中的H与溶液中的Pb（II）发生了离子交换。（3）利用MT-WAC-树脂搭载CA-12合成了浸渍树脂（CA-12/SIRs）,且CA-12/SIRs吸附剂对盐酸模拟溶液中的Ga（Ⅲ）展现出优异的吸附性能和极高的选择性。CA-12/SIRs对Ga（Ⅲ）的最大吸附容量达28.49 mg/g,Kd超过2500 m L/g;吸附机理为CA-12所含羧基释放的氢离子与Ga（Ⅲ）发生了阳离子交换反应;该吸附剂应用于从实际的盐酸和硫酸溶液中吸附Ga（Ⅲ）,实验结果显示,Ga（Ⅲ）吸附率皆可达到99%以上。研究成果不仅延长了WAC-树脂的使用寿命,为再生的WAC-树脂回收金属资源提供了科学的研究基础,而且为资源化回收再利用其他种类的废弃树脂提供一种新方向和有益的探索支持。
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