新型多胺螯合树脂对Cu(Ⅱ)的吸附性能研究

通过二乙烯三胺改性反应成功制备了多胺螯合树脂(DA),以Cu(Ⅱ)为吸附质研究了该树脂对重金属离子的吸附性能。实验结果表明该树脂对Cu(Ⅱ)的吸附符合二级动力学模型,吸附为熵推动的自发吸热过程。Langmuir方程和Freundlich方程均能较好地描述其吸附过程,但Langmuir方程拟合的效果更好。在pH=5时,DA树脂对Cu(Ⅱ)的饱和吸附量达到1.360mmol/g,超过了商用树脂S984,表现出良好的吸附性能,有潜在的应用价值。     

螯合树脂S930对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附性能与作用机理研究

通过静态吸附和动态吸附研究系统分析了螯合树脂S930对单组分与双组分体系中Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)的吸附行为,经结构表征(FT-IR、XPS)与软硬酸碱理论(HASB)深入探讨了3种金属离子在S930树脂上的作用机理。结果表明,树脂吸附金属离子的最佳pH值为5.0左右,且对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的吸附过程符合Langmuir方程,而对Cd(Ⅱ)的吸附过程符合Freundlich方程。吸附过程在6h左右达到平衡,且符合Lagergren二级吸附动力学模型,表明化学作用是吸附速率决定步骤。Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的动态吸附过程符合Thomas模型。FT-IR、XPS及HASB同时证明树脂对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的作用包括离子交换与配位作用,而对Cd(Ⅱ)的作用以离子交换为主,是树脂对Cd(Ⅱ)吸附选择性较差的主要原因。     

典型含氮螯合树脂对铜镍离子吸附分离特性的研究

选择典型含氮螯合树脂IRC747作为高选择性吸附剂,系统研究其对单组份及双组份Cu(II)与Ni(II)的吸附分离行为。单组份静态实验结果表明,静态吸附等温线和动力学过程可以采用Langmuir方程和Lagergren二级动力学方程拟合。通过分析吸附作用前后树脂理化结构,推测螯合树脂与重金属离子的配位结合形式是以N原子和磷酸羟基上的O原子组成的五元环,并通过DFT理论模型进行了计算验证。在Cu(II)/Ni(II)双组份体系中,Cu(II)和Ni(II)的竞争吸附行为可用Extended Langmuir模型较好地描述。高浓度Ni(II)条件下,Cu(II)在IRC747树脂上有更好的吸附选择性能,在前230BV、245BV出水中,Ni(II)纯度分别高达100%、99.999%,经过简单的电解浓缩处理后可回收利用,并设计高纯镍制备工艺流程,为树脂在高纯金属制备方面提供了理论和技术上的支持。     

氨基乙酸类螯合树脂对高盐重金属离子废水的高效无害化处理技术研究

以自制的氨基乙酸螯合树脂(NDC-AA)为吸附剂,分别研究其对Ni(II)的静态和动态吸附性能。静态吸附实验结果表明,在p H=5时,NDC-AA对Ni(II)的吸附量达到0.654mmol/g。静态吸附等温线和动力学过程可采用Langmuir方程和准二级动力学方程进行拟合。通过研究共存盐体系下NDC-AA树脂对Ni(II)的吸附规律,发现NDC-AA相比于商用树脂Amberlite 747和D001具有更好的耐盐性。动态吸附实验结果表明,NDC-AA树脂在处理实际废水时优选2BV/h的吸附流速。采用质量分数为4%的盐酸对吸附后树脂进行再生,多次再生后树脂吸附效果稳定。可见,NDC-AA树脂可应用于高盐重金属离子废水的高效无害化处理。     

新型吡啶基螯合树脂对强酸高盐溶液中铜镍的分离特性

以自合成的吡啶基螯合树脂(PAPY)为吸附剂,研究其对强酸高盐溶液中Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的静态和动态分离特性。p H值为1时PAPY对Cu(Ⅱ)的吸附量高达1.183mmol/g,比国际同类产品M4195提高5.30%,且此p H值下Ni(Ⅱ)的吸附量为0.172mmol/g,仅为Cu(Ⅱ)吸附量的1/7,更适宜PAPY树脂对Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的选择性分离。分离规律:Na Cl浓度的升高,能够促进优势组分Cu(Ⅱ)的选择性吸附,而对劣势组分Ni(Ⅱ)产生强烈的抑制作用,从而对Cu(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)表现出优异的选择分离特性。PAPY树脂可实现强酸高盐溶液中Cu(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)的动态分离,在优选的1BV/h条件下,前330m L(~165BV)内出水Cu(Ⅱ)的纯度(初始纯度~50%)高达100%,并且再生性能好、稳定可靠,证明新型吡啶基螯合树脂PAPY为强酸高盐溶液中铜镍的分离回收提供了高效经济的新渠道。     

巯基树脂对金属离子的吸附性能(Ⅱ)

研究了自合成的巯基树脂对重金属离子Ag 、Hg2 、Cr3 的吸附容量、吸附动力学、等温吸附过程等静态吸附性能,影响吸附的因素和吸附机理.结果表明,该树脂对上述3种离子吸附能力强,吸附量分别达6.56mmol/g、3.25mmol/g、2.10mmol/g.树脂对各重金属离子等温吸附在实验浓度范围内符合Langmuir或Freundlich方程.吸附机理研究表明,巯基与金属离子发生了离子交换和配位反应,化学吸附起支配作用;另外树脂对Ag 、Hg2 吸附过程中存在一定的氧化还原现象.     

系列多胺类螯合树脂的合成及其对重金属离子选择性吸附研究

通过胺化反应合成了系列多胺类螯合树脂,其中优选的PAMD树脂对于Cu(Ⅱ)的吸附容量高达2.24mmol/g,是商业树脂S984的1.3倍。通过对比PAMD树脂在Cu(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)体系、Cu(Ⅱ)/Zn(Ⅱ)体系和Zn(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)体系中的吸附行为,发现其吸附选择性遵循Cu(Ⅱ)Zn(Ⅱ)Ni(Ⅱ)。Extended Langmuir模型对双组份吸附行为模拟吻合程度较高。PAMD树脂对Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的选择性系数最高达1177.13,远高于同初始浓度的Zn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的选择性系数9.22。在重金属离子共存体系中,各离子相互作用表现为对吸附活性位点的直接竞争效应以及阴离子的促进效应。     

磷酸酯化改性梨渣吸附污水中Cu(Ⅱ)离子的研究

通过批次试验法研究了不同pH值、吸附剂浓度、试验物浓度和吸附时间条件下磷酸酯化改性梨渣对Cu(Ⅱ)离子的吸附.溶液pH=4.5时,Cu(Ⅱ)离子的吸附达到最大值;浓度为100 mg/L的Cu(Ⅱ)离子,15g/L及以上的改性梨渣能吸附62%Cu(Ⅱ)离子.酯化梨渣对Cu(Ⅱ)离子的吸附符合Langmuir等温模型,其最大吸附能力为20.16 mg/g.Cu(Ⅱ)离子达到吸附平衡的时间为loo min,准一级反应动力学方程可描述酯化梨渣对Cu(Ⅱ)离子的吸附过程.     

D463树脂对废水中镍-氨络合离子的吸附性能与机理研究

优选亚氨基二乙酸螯合树脂D463,系统考察了其对废水中镍-氨络合离子的吸附性能与机理。研究表明,镍离子吸附量随氨浓度升高而先升高后降低;采用Langmuir等温方程获得的镍离子最大吸附量为2.206mmol/g;氨与镍离子分别在120min和500min左右达到吸附平衡,准一级动力学方程和准二级动力学方程均可对镍离子的动力学曲线进行较好的模拟,氨和镍离子吸附量比随时间的进行先增大后减小。结合液相形态以及固相FT-IR和XPS分析,推测镍-氨双组份的吸附过程存在竞争与促进的交互作用:碱性体系中氨与镍离子形成阳离子络合物,促进镍离子的吸附,过量氨与镍离子竞争相同的树脂吸附位点,表现为相互抑制作用,但游离镍离子与树脂的螯合作用更具优势。该树脂对重金属的吸附回收具有广谱性。镍-氨和铜-氨体系动态吸附曲线表明镍离子和铜离子的穿透点分别为260BV和520BV,且1BV 12%硫酸和1BV的水可彻底再生D463,证明D463在含高氨废水中分离回收重金属离子方面具有广阔的应用前景。     

基于磁性树脂吸附的复合污染物共去除行为与机制研究

电镀废水是典型复合污染废水,其中重金属离子、表面活性剂、络合剂等多种污染物共存。本文选取电镀工艺中常用的添加剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)以及络合剂柠檬酸钠(CA)为研究对象,使用自主研发的新型磁性强碱树脂NDMP对有机酸吸附动力学、吸附等温线进行了研究,同时考察了溶液条件(p H值、重金属等)对吸附的影响。研究表明,NDMP树脂对2种有机酸的吸附等温线均符合Langmuir模型,说明有机酸在树脂上的吸附是单层吸附,303K下NDMP对SDBS和CA的最大吸附量Q0分别为2.97mmol/g和0.959mmol/g。通过研究Cu(Ⅱ)与SDBS和CA复合组分在树脂上的吸附行为,结果表明,NDMP能同时吸附CA-Cu(Ⅱ)的复合组分,且随着p H值的升高吸附量增大,当p H3时,CA-Cu(Ⅱ)组分中Cu(Ⅱ)主要以[Cu(Ⅱ)-Citrate]-实现与CA在树脂上的共吸附。     

吡啶多胺壳聚糖微球对抗生素和Cu(Ⅱ)的共去除特性研究

以自合成的吡啶多胺壳聚糖微球(CNP)为吸附剂,考察了其对典型抗生素[磺胺甲恶唑(SMZ)、环丙沙星(CIP)、四环素(TC)]和Cu(Ⅱ)的共去除行为。pH值为5时,在单组分的抗生素体系中,CNP对磺胺甲恶唑的吸附量为0.41mmol/g,然而对环丙沙星和四环素的吸附量几乎为零。在抗生素和Cu(Ⅱ)的复合体系中,少量抗生素的引入对Cu(Ⅱ)的吸附均具有促进作用,当抗生素浓度大于0.50mmol/L时,就会有微小的抑制。相对于单组分Cu(Ⅱ)体系,当SMZ浓度为0.5mmol/L时,CNP对Cu(Ⅱ)的吸附量增加了20.2%。少量Cu(Ⅱ)的引入对抗生素的吸附同样也具有促进作用,CNP对环丙沙星和四环素的吸附量随Cu(Ⅱ)浓度的增加逐渐增大。通过Zeta电位、ESI-MS、FT-IR和XPS分析了CNP对抗生素和Cu(Ⅱ)的吸附机理,抗生素与Cu(Ⅱ)之间在CNP的多胺活性位点上存在竞争和桥联两种作用。当抗生素浓度较低时,桥联作用占主导,使得吸附量增大,当抗生素浓度进一步增大时,两者对吸附位点的竞争作用逐渐增强,使得吸附量有小幅降低。     

Cu(Ⅱ)印迹壳聚糖交联多孔微球去除水溶液中金属离子

研究了以Cu2+为模板的壳聚糖交联多孔微球(Cu-CSCPM)对溶液中Cu2+的吸附性能,为该材料应用于去除废水、果蔬汁等有毒重金属铜离子提供理论基础。首先制备了Cu2+印迹壳聚糖交联多孔微球,并表征了微球的一些物理化学性质;其次采用静态吸附法研究了该微球对Cu2+的吸附行为。结果发现,制得的微球表面多孔,含有活性-NH2,其含水量为69.59%,树脂骨架密度为1.22g/cm3,孔度值为73.68%,交联度为82.42%。初始浓度为60mmol/L、吸附温度40℃、pH=4.0时,Cu-CSCPM对Cu2+的饱和吸附容量为1.89mmol/g。Cu-CSCPM再生5次对Cu2+仍然具有较高吸附容量。     

纳米氧化镁对Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的吸附特性

采用乳液法制备不同形貌的花状和片状MgO纳米粒子并研究其对Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的吸附性能。运用静态吸附实验考察吸附时间和吸附剂MgO用量对Cr(Ⅵ)、Cr(Ⅲ)和Cu(Ⅱ)的去除率影响,探讨MgO纳米粒子的微观机构对其吸附性能的影响机制。结果表明,花状MgO和片状MgO对Cu(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)离子表现出优异的吸附性能,对金属离子的去除效果是Cu(Ⅱ)Cr(Ⅵ)Cr(Ⅲ),5min基本达到吸附平衡;花状MgO对金属离子Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)的吸附性能明显优于片状MgO,这归因于比表面积大、多孔结构的花状MgO为金属离子提供更多的吸附活性位。与Temkin模型和Freundlich模型相比,Langmuir等温吸附模型更符合MgO样品在含Cu(Ⅱ)离子溶液体系中对Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)离子的吸附过程,这意味着Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)离子在MgO纳米粒子表面的吸附属于单分子层吸附。花状和片状MgO对金属铬离子的吸附行为符合伪一级动力学模型。     

Cu(Ⅱ)印迹丙烯腈-co-苯乙烯微球的制备与对Cu(Ⅱ)的选择性吸附

以Cu(Ⅱ)为模板离子、丙烯腈为功能单体,苯乙烯(St)为骨架单体,偶氮二异丁腈为引发剂,二乙烯苯为交联剂制备了铜离子印迹丙烯腈-co-苯乙烯微球(Cu-I-AN-co-St);用UV、FTIR、SEM和FAAS表征了聚合物和分析了Cu-I-AN-co-St对Cu(Ⅱ)的选择性吸附;结果表明,在室温下溶液pH为5～6,吸附时间为60 min时吸附达到平衡,最佳吸附条件下,饱和吸附容量可达到49.1 mg/g;以1 mol/L HCl溶液作为解吸剂其解吸率可达98%;与相应非印迹微球(NI-AN-co-St)相比,Cu(Ⅱ)I-AN-co-St对Cu(II)的吸附量增大并具有选择性;与电荷相同及离子半径相近的Zn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)共存时,其相对选择性系数分别为28.2,24.8,44.4。     

磁性氧化石墨烯/MIL-101(Cr)表面金属离子印迹聚合物制备及其对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)选择性吸附

本文以磁性氧化石墨烯/MIL-101(Cr)复合材料为载体,以Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)模板,多巴胺(DA)为功能单体,采用表面印迹技术成功制备一种对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)具有高选择吸附性能的磁性离子印迹聚合物。 采用傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和振动样品磁强计等技术对该磁性离子印迹聚合物的形貌、粒径大小和磁性能进行表征。 详细探讨了该磁性离子印迹聚合物对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附动力学、等温吸附性能及吸附选择性,结果表明该磁性离子印迹聚合物对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)最大吸附量分别为144.92和322.58 mg/g。 优化了磁固相萃取条件,该磁性离子印迹聚合物成功用于水样中微量Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的分离和检测,Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的回收率分别为81.99%~89.91%和81.24%~95.15%。     

水泥基材料铝酸三钙对不同价态金属离子的去除及其机制研究——以Zn(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)为例

为考察水泥基材料中铝酸三钙(C_3A)稳定重金属离子的能力及其作用机制,研究了C3A对不同价态金属离子的吸附行为,并考察了溶液初始p H值对吸附效果的影响。同时,结合反应前后固体产物表征,重点讨论了C_3A对不同价态重金属离子的去除机理。结果表明,C_3A对Zn2+和Cr~(3+)的吸附动力学分别符合一级Lagergren方程(R~2=0.9714)和准二级动力学方程(R~2=0.9999),吸附等温线均符合Langmuir等温吸附模型,C_3A对Zn2+和Cr~(3+)的最大吸附量分别为13.73mmol/g和5.68mmol/g;升高p H值有利于C_3A对金属离子的吸附;C_3A对Zn~(2+)的作用机理主要为主层板阳离子交换作用,而对Cr~(3+)的去除主要依靠溶解-再沉淀作用。     

Cu(Ⅱ)负载疏松多孔型羟胺改性聚丙烯腈-衣康酸对水中微量砷的吸附

以丙烯腈和衣康酸为原料合成了聚丙烯腈-衣康酸[P(AN/IA)],与盐酸羟胺反应得到偕胺肟基聚丙烯腈-衣康酸[AO-P(AN/IA)],进一步与Cu(Ⅱ)配位得到Cu(Ⅱ)负载偕胺肟基聚丙烯腈-衣康酸[AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)]聚合物配体交换树脂。通过红外光谱和扫描电镜对AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)的结构进行了表征,并研究了AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)对砷的吸附性能。AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)在p H 3时对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)有最大吸附量,分别为0.56mg/g和0.51mg/g。AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附过程均符合拟二级动力学方程,遵循Langmuir吸附等温式。尽管存在干扰离子,AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)对As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的吸附选择性仍然比较好。吸附(固定床)实验表明,AO-P(AN/IA)/Cu(Ⅱ)对含砷模拟废水具备优良的分离与重复使用性能。     

松香基功能高分子对Cu(Ⅱ)吸附性能的研究

以马来松香丙烯酸乙二醇酯和丙烯酸为功能单体,采用悬浮聚合法合成了松香基功能高分子,重点研究了其对水中Cu2+的静态吸附性能。结果表明,在溶液pH=5.0,Cu2+为3.0mg/mL,温度为308K的条件下,其对Cu2+的最大静态饱和吸附量为67.06mg/g;松香基功能高分子对Cu2+吸附速率符合一级动力学方程及颗粒内扩散方程,过程受液膜扩散阻力及颗粒内扩散阻力共同影响;松香基功能高分子对Cu2+吸附过程符合Freundlich和Langmuir方程;对吸附热力学的研究结果表明,该树脂对Cu2+的吸附为放热过程,而且是自发进行的。     

三聚硫氰酸交联聚氯乙烯树脂的合成及其对Cu~(2+)的吸附性能

以三聚硫氰酸为原料,邻苯二甲酸二辛酯(DOP)为增塑剂,聚氯乙烯为大分子骨架,在MgO的存在下,合成得到了三聚硫氰酸交联聚氯乙烯树脂.对交联树脂吸附重金属离子的性能研究表明,合成树脂对Cu2+的吸附容量及选择性最大,在实验条件下吸附量达到1.056mmol/g;对其他金属离子吸附量很小,甚至不吸附.     

硫酸铵-锌试剂-Tween 80体系萃取分离铜(Ⅱ)、钴(Ⅱ)、镍(Ⅱ)、锌(Ⅱ)、镉(Ⅱ)、锰(Ⅱ)

研究了(H4)2SO4-Zincon(锌试剂)-Tween 80体系萃取分离金属离子Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)的行为.试验表明,Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)在pH 6～9范围内,与Zincon形成的螯合物可被Tween 80相完全萃取,而Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)基本不被萃取,进而实现了Cu(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)与Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)混合离子的定量萃取分离.