电再生型两性树脂的制备及其在MFEDI中应用研究

基本信息
批准号:51878595
项目类别:面上项目
资助金额:60.00
负责人:陈雪明
学科分类:
依托单位:浙江大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:於洋,陈莎莎,周驰东,金华长,张黎,鄢闰辛
关键词:
两性树脂节能高纯水制备重金属离子去除无膜电去离子
结项摘要

Membrane-free electrodeionization (MFEDI) is a novel technique that uses ion exchange resins as functional materials and consumes DC power only with neither chemicals nor ion exchange membranes necessitated. MFEDI has many attracting advantages including high purification efficiency, environmentally friendliness, and reliable operation. Currently, the functional materials used in MFEDI are the common anionic and cationic resins that cannot provide effective adsorption, easy electrical regeneration and good conductivity simultaneously, restraining the further improvement in the MFEDI performance. The major objectives of this work are to establish a method to prepare the apmphoteric resins with good properties described above,and to determine suitable operational conditions of MFEDI for use in high-purity water production and in treatment of wastewater containling heavy metal ions, allowing MFEDI to become an effective, economic, reliable and environmentally friendly means for ions removal. By controlling the reaction conditions in forming the functional groups, the anionic groups will be mixed with the cationic groups uniformly, which will enhance the electrical regeneration property significantly. Additionally, by adjusting the inner salt formation in the amphoteric resin particles, a reasonable balance between the adsorption and electrical regenerability will be achieved. The project approval will be of significance from both the theoretical and practical viewpoints for further improving the MFEDI performance, especially in energy saving.

无膜电去离子(MFEDI)是一种以离子交换树脂为功能材料,只使用直流电而无需化学药剂,也无需离子交换膜的去离子新技术,具有净化效率高,环境友好,运行可靠等突出优点。目前,MFEDI所用功能材料为普通阴阳树脂,其吸附性能、电再生性能与导电性能难以兼备,制约了MFEDI性能的进一步提升。本项目旨在建立一类拥有良好吸附、电再生与导电性能的两性树脂的制备方法,并确定所研树脂用于MFEDI制备高纯水与处理重金属废水的适宜条件,以期显著节省能耗,使MFEDI成为一种高效、经济、可靠的绿色去离子手段。拟通过调控功能基团形成的反应条件,促使两性树脂中的阴阳基团均匀互混,显著提高树脂的电再生性能;通过调控内盐形成率,促使吸附性能与电再生性能达成协调平衡。项目的立项研究,对于进一步提升MFEDI的性能,特别是节省能耗,具有积极的理论与实际意义。

项目摘要

无膜电去离子(MFEDI)是一种以离子交换树脂为功能材料,只使用直流电而无需化学药剂,也无需离子交换膜的去离子新技术,具有净化效率高,环境友好,运行可靠等突出优点。目前,MFEDI所用功能材料为普通阴阳树脂,其吸附性能、电再生性能与导电性能难以兼备,制约了MFEDI性能的进一步提升。本项目成功制备适合应用于MFEDI系统的同时具备吸附性能、电再生性能与导电性能的两性树脂。通过调节反应步骤、不同反应参数等对季铵基团、磺酸基团的引入比例进行了调控,进而调节树脂的酸碱特性;对所研树脂进行了物理化学表征及应用性能考察,证实了吸附性能与电再生性能的协调平衡,以及所合成的两性树脂的优越性;将所合成的具有中强酸特性和中强碱特性的两性树脂分别混合马拉松阴、阳树脂应用于MFEDI系统制备高纯水,出水水质好,系统能耗低,表明本研究所合成的两性树脂可以同时满足吸附和电再生性能的需要,用于制备高纯水。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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