大孔树脂吸附法回收废酸中CL-20：实现废酸稳定化与高价值炸药资源化

本研究针对CL-20生产废酸处理难题，开发了基于NKA-2大孔树脂的吸附-解吸-结晶联用技术。研究证实该技术可实现90%以上CL-20去除率，91.4%的固体回收率，并揭示氢键和π-π相互作用机制，为含能材料废水处理提供经济高效方案（经济回报达892.14美元/kg）。

　　

在军事和航天领域，六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）作为目前能量密度最高的常规炸药，其生产过程中产生的酸性废水却暗藏危机。这些pH值低至0.17的废酸不仅含有高浓度硝酸和硫酸，更残留着具有生物累积性的CL-20——每升废水含92.43毫克这种"环境顽固分子"。传统蒸馏法回收废酸时，CL-20在高温下的爆炸风险犹如定时炸弹，而微生物处理又因极端酸性环境全军覆没。更棘手的是，CL-20本身作为高价值产品，简单降解意味着资源浪费。北京理工大学的研究团队另辟蹊径，将目光投向具有超强耐酸能力的大孔树脂，通过系统比较DA201-C、NKA-2等四种树脂性能，最终开发出兼具安全性和经济性的解决方案。

研究采用吸附等温线实验、X射线光电子能谱（XPS）和分子动力学模拟等技术手段，工业废酸样本直接取自实际生产线。通过测定不同树脂对CL-20的吸附容量和动力学参数，结合热力学分析和循环稳定性测试，全面评估技术可行性。

【Materials】
研究选用工业级CL-20（纯度>99%）和实际生产废酸（含1.15 mol/L HNO₃和0.64 mol/L H₂SO₄）作为实验材料，确保数据具有工程指导价值。

【Adsorption Isotherms】
NKA-2树脂在10 g/L投加量下展现卓越性能，吸附行为符合Freundlich模型（R²>0.98），表明其表面存在非均相化学吸附位点。当接触时间延长至360分钟时，CL-20去除率突破90%大关。

【Conclusion】
热力学参数证实该吸附过程为自发放热反应。使用乙酸乙酯可在15分钟内实现95%解吸率，且树脂经4次循环后性能稳定。最终通过蒸发结晶获得固体CL-20，纯度满足工业回用标准。

【Environmental Implication】
该技术创造性地将危险废物转化为资源，单公斤CL-20回收可产生892.14美元经济效益。更重要的是，它解决了含能材料生产中的共性难题——为奥克托今（HMX）、3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮（NTO）等炸药废水处理提供了新技术范式。分子动力学揭示的氢键和π-π相互作用机制，为后续吸附材料设计提供了理论依据。研究团队特别指出，该方法可与现有废酸蒸馏工艺无缝衔接，形成"吸附净化-酸液回用-炸药回收"的闭环生产体系。