磁性树脂吸附材料对环境水体中微污染有机物的净化原理及技术研究

The purpose of the project is to develope a rapid removal technology for the organic miacropollutants in the aquatic environment. First, a novel magnetic material should be prepared with large adsorption capacity, fast kinetic, easy seperation and regeneration property. The adorption mechanism of the organic micropolltants on the magnetic resins under the low concentrations will be investigated. It will be found out that how the characteristics (including the particle size, pore structure, specific surface areas and the functional groups) of the adsorbents influence the adsorption process. Then, the adsorption of micropollutant at presence different type of NOM (natrual organic matters) will be studied to reveal the competive interaction in actual water systems. At last, completely-mixed adsorption and desorption will be developed in order to establish the technology for the organic miacropollutants removal, providing a theoretical and technical support for enviromental water purification.

本项目围绕目前环境水体中微污染有机物的快速吸附去除的技术需求，通过对吸附材料自身粒径大小、孔结构分布、比表面积、骨架及功能基团等因素进行调控，研究低浓度条件下目标污染物与磁性系列树脂吸附剂之间结构-吸附及脱附性能之间的匹配关系；研发出系列既能对微污染有机物具有高吸附容量，同时又易于从水体中分离，便于回收再利用的磁性树脂吸附材料；阐明天然有机质与微污染有机物等复合污染物在吸附剂表面的界面作用机制；开发全混式磁性树脂吸附及脱附反应器及吸附与脱附工艺，建立以新型吸附剂吸附为核心的微污染水体高效净化技术原理，为环境水体的水质高度净化提供理论与技术支撑。

本项目围绕目前环境水体中微污染有机物的快速吸附去除的技术需求，通过对吸附材料自身粒径大小、孔结构分布、比表面积、骨架及功能基团等因素进行调控，研制出磁性超高交联微孔树脂、磁性超高交联中孔树脂以及磁性超高交联微球树脂，并将其应用于环境水体中微污染有机物的快速吸附去除中。研发出系列既能对微污染有机物具有高吸附容量，同时又易于从水体中分离，便于回收再利用。同时深入研究系列磁性树脂吸附剂对四环素类、对硝基苯酚、阿特拉津等微污染有机物的吸附行为及机理，阐明磁性树脂吸附剂理化结构与微污染有机物分子特性在吸附过程中的匹配关系，揭示系列树脂的理化性质与其抗污染性能的对应关系，考察腐殖酸类有机质对磁性树脂吸附微污染有机物的影响作用机制，开发基于新型磁性树脂材料吸附的水体中微污染有机物去除工艺。为了建立和完善水中痕量有机化合物的分析检测方法，开发系列优良性能的SPE柱填料，用于水中痕量污染物的富集分离。同时，针对实际水体NOM与OMPs共存复合污染体系，开发出对亲水性和疏水性物质具有广谱性的磁性复合功能树脂，系统研究温度、pH值、离子强度等溶液介质条件对新型吸附剂吸附性能的影响和作用机制，建立基于新型磁性树脂材料吸附的水体中不同形态微污染有机物去除工艺。.围绕上述研究成果，发表相关SCI 论文20 篇，申请相关国家发明专利10项，其中授权发明专利4项，培养硕士研究生5人(已毕业2人)，培养博士研究生2人(毕业1人)。