新型多胺树脂选择性去除焦磷酸镀铜清洗废水中Cu~(2+)的特性

焦磷酸镀铜清洗废水中含有大量的络合态铜离子,本文对比研究了不同类型树脂对焦磷酸-铜络合体系中Cu~(2+)的去除性能,发现自合成多胺树脂PAMC在相关pH范围内对Cu~(2+)的吸附量远超商业离子交换树脂和螯合树脂32%～2个数量级。Cu~(2+)的等温线更符合Langmuir模型,焦磷酸根与Cu~(2+)的摩尔浓度比从4增大到25,Cu~(2+)的吸附量下降了27%。通过形态分析、动力学研究以及XPS表征分析发现,99%的Cu~(2+)是以Cu(P_2O_7)_2~(6-)和Cu(HP_2O_7)_2~(4-)形式存在,PAMC树脂对[Cu-P]络合物组分的吸附亲和力远高于自由态焦磷酸根离子,其主导机制可能为是络合态铜离子通过配位作用和静电作用分别与树脂表面的中性氨基和质子化氨基结合。实际废水动态吸附实验表明,在1BV/h的流速下,前80BV出水中Cu~(2+)浓度低于0.3mg/L,1BV 12%的硫酸和4BV水可完全再生树脂,再生液中Cu~(2+)最大浓度为22g/L。结果表明,PAMC树脂适用于焦磷酸镀铜清洗废水中Cu~(2+)的深度去除和资源回收。     

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。     

常见有机酸对多胺树脂吸附镍离子的影响特性

对比研究了3种常见有机酸(草酸、柠檬酸和酒石酸)对多胺树脂吸附镍离子的影响规律,发现在广泛的p H值范围内均表现出促进效应,且促进顺序依次为草酸柠檬酸酒石酸,采用Langmuir方程获得的镍离子吸附容量Qm分别为3.37mmol/g、2.50mmol/g和2.32mmol/g,分别较单组份提高了257%、165%和146%。结合液相镍形态分布,推测镍离子与有机酸形成的络合物吸附是主导影响机制,有机酸起到了桥联作用。单组份镍离子溶液动态研究发现,15BV出水即超标(《铜、钴、镍工业污染源排放标准》GB25467-2010),而在草酸、柠檬酸、酒石酸等共存时,吸附穿透点分别延后至210BV、120BV及60BV。     

S-8树脂分离纯化姜黄素类化合物工艺的研究

在静态吸附的基础上,建立了S-8树脂吸附姜黄素类化合物的等温方程和静态吸附动力学方程,发现其静态吸附规律符合Langmuir方程模型和准二次动力学模型。构建了动态吸附的传质方程,对动态吸附过程中的传质区长度与总传质系数进行探究。采用单因素试验确定了S-8树脂对姜黄素类化合物的纯化工艺,姜黄提取液直接配制上样,上样液乙醇浓度60%,上样流速2BV/h,上样量5BV;经水洗后,用无水乙醇洗脱,洗脱流速4BV/h,洗脱量为5BV。经验证,该工艺稳定,平均回收率为88.04%,姜黄素类化合物纯度从16.88%升至42.16%,表明S-8树脂适合用于初步纯化姜黄素类化合物。     

D301R树脂对水溶液中硝基苯的吸附性质

研究了D301R弱碱性阴离子交换树脂对水中硝基苯的吸附作用,测定了不同温度下吸附的动力学曲线和吸附等温线,提出了吸附动力学模型,计算了平衡吸附量、吸附活化能和吸附焓等。 实验结果表明,吸附动力学符合表面过程控制的准二级反应模型,其速率常数k2在300 K时为3.74×10-2 g/(mg·min),并随温度的升高而升高;平衡吸附量在300 K时为5.02 mg/g,且随温度的升高而降低;吸附活化能为39.02 kJ/mol;吸附等温线符合Langmuir吸附模型,吸附焓为-22.47 kJ/mol,吸附作用力主要是氢键。     

ZK-1树脂对对甲基苯胺工业废水的柱吸附研究

选择NDA-150与ZK-01树脂作为吸附剂,以工业对甲基苯胺废水为研究对象,进行了树脂柱吸附废水的研究.工业对甲基苯胺废水中,对甲基苯胺含量为5300mg/L,吸附过程中,流量为1BV/h,温度为303K,NDA-150与ZK-01树脂分别吸附处理废水12BV、19BV时,废水中对甲基苯胺去除率为约98%.实验结果表明,ZK-01树脂吸附处理对甲基苯胺废水能力强于NDA-150,这是由于ZK-01树脂骨架上键联的弱酸基团与氨基生成酸碱络合物的结果.通过分析ZK-1树脂吸附-脱附处理对甲基苯胺废水的稳定性试验与脱附所得回收物质鉴定,ZK-1树脂具有运行稳定与回收物质可利用的特点.     

大孔螯合树脂HZ401吸附去除废水中的铅

通过静态吸附实验,研究了大孔螯合树脂HZ401吸附去除废水中铅的性能.探究了时间、树脂用量、废水中铅的初始浓度、p H、温度、转速等条件对树脂吸附铅效果的影响,分析了吸附等温线和吸附动力学过程.结果表明:在研究范围内,HZ401树脂对铅的吸附率可以达到95%以上,返洗率几乎达到100%.树脂对铅的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程,同时符合准一级动力学Lagergren方程和准二级动力学Lagergren方程.HZ401树脂可以用于废水中痕量铅的去除.     

聚丙烯酰胺树脂的制备及其对2,4-二氯苯氧乙酸的吸附性能研究

以氯甲基化交联聚苯乙烯树脂(CMCPS)为载体和大分子引发剂,溴化亚铜/2,2’-联吡啶为催化剂体系,采用了表面引发原子转移自由基聚合技术(SI-ATRP),将丙烯酰胺接枝到CMCPS树脂表面,制得了新型聚丙烯酰胺树脂(PAM-CMCPS),并且用元素分析、扫描电镜和红外光谱对其进行了表征。考察了此树脂对2,4-二氯苯氧乙酸的吸附性能、动力学和热力学参数。结果表明,此树脂对2,4-二氯苯氧乙酸的吸附量随溶液初始浓度和温度的升高而增加,当初始浓度为8 mmol/L时吸附效果最佳,树脂的静态饱和吸附容量为111.0 mg/g,Langmuir和Freundlich方程都呈现良好的拟合度。热力学平衡方程计算得ΔG<0,ΔH=268.2 k J/mol,ΔS>0,表明此吸附过程是一个自发、吸热、熵增加的过程。动力学研究表明,准二级动力学方程能较好拟合动力学实验结果,该过程符合准二级动力学模型。此PAM-CMCPS树脂应用于柑橘样品中2,4-二氯苯氧乙酸的吸附,取得了较满意的结果。     

大孔树脂对油茶叶黄酮的吸附分离特性研究

选择6种大孔吸附树脂,比较其对油茶叶黄酮(FCOA)的吸附量和解吸率,筛选出较优的油茶叶黄酮吸附剂,并对其静态吸附动力学曲线和动态吸附性能进行了考察。实验结果表明,D101树脂适合于FCOA的吸附分离,其吸附机理符合Langmuir单分子层吸附。D101树脂吸附分离FCOA适宜的工艺参数为:上样液浓度为1.2mg/mL左右,pH值3.29,上样流速2BV/h,溶液处理量为19BV;洗脱剂为70%乙醇,洗脱流速2BV/h,洗脱剂用量约4BV。     

吡啶类螯合树脂对Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)吸附分离特性的研究

以自合成的氨基吡啶(ANA)树脂为吸附剂,研究其对单组分重金属离子的吸附行为和在双组分体系中对目标重金属离子的分离去除能力。单组分静态吸附实验结果表明,在pH值为5条件下,ANA树脂对Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附容量分别达到1.022mmol/g和0.446mmol/g。静态吸附等温线和动力学过程可采用Langmuir方程和Lagergren二级动力学方程进行拟合。在Cu(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)双组分体系下,Cu(Ⅱ)的吸附量较单组分大,高浓度Ni(Ⅱ)条件下,Cu(Ⅱ)在ANA树脂上具有更好的吸附选择性能。前222BV、248BV出水中,Ni(Ⅱ)纯度分别高达100%、99.999%,经简单浓缩处理即可进行回收利用,为树脂在高纯金属制备技术中的应用提供理论指导和技术支持,同时在有色金属资源的深度提纯和高级应用中具有重要的经济和战略意义。     

化学修饰的大孔吸附树脂对1,2-苯并异噻唑-3-酮的吸附研究

选用在有机废水处理中已经得到广泛使用的商业化树脂Amberlite XAD-4作参照,通过等温吸附实验和吸附动力学实验研究了单宁酸和邻羧基苯甲酰基修饰的吸附树脂(分别命名为FZH-11和FZH5)对1,2-苯并异噻唑-3-酮的吸附性能。结果表明,修饰后的树脂FZH-11和FZH5对1,2-苯并异噻唑-3-酮具有较高的吸附容量,吸附过程存在化学吸附作用。1,2-苯并异噻唑-3-酮在FZH-11和FZH5树脂上的吸附过程符合准一级动力学方程,颗粒内扩散是吸附过程的主要速度控制步骤。FZH-11和FZH5树脂经酸液脱附可重复利用,废水在得到有效治理的同时实现了1,2-苯并异噻唑-3-酮的资源化回收利用。     

ε-聚赖氨酸吸附条件的优化

以吸附率为指标,通过单因素试验比较了5种不同的树脂类型、p H值、溶质浓度和树脂量对ε-聚赖氨酸(ε-PL)的吸附效果,进一步采用响应面设计优化了HZD-3B和D155树脂的吸附条件,分析了两种树脂吸附ε-PL的吸附等温线以及吸附动力学曲线。结果表明,试验的5种树脂中,HZD-3B和D155树脂的吸附效果较好。HZD-3B最佳静态吸附条件为:溶液起始p H 8.5、起始浓度40g/L、树脂用量150g/L、温度25℃、吸附13h,ε-PL的最大吸附率是97.69%;D155最佳静态吸附条件为:溶液起始p H 8、起始浓度40g/L、树脂用量150g/L、温度25℃、吸附14h,ε-PL的最大吸附率是96.84%;等温线数据拟合均较符合Freundlich方程,动力学数据拟合均较符合二级动力学方程。发酵液验证试验结果显示,ε-PL最大吸附量与纯品吸附量基本一致。     

金属改性树脂吸附脱氮工艺及动力学研究

以D72树脂为载体,负载Ni~(2+)、Co~(2+)后制备高活性吸附脱氮剂,采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析吸附剂的骨架结构,采用N2吸附-脱附(BET)测定吸附剂的比表面积和孔分布情况。以焦化蜡油为原料,在全混流反应釜中进行吸附脱氮实验。考察吸附温度、吸附时间、剂油质量比等对吸附剂吸附性能的影响。结果表明,在吸附温度为40℃、吸附时间为60min、剂油质量比为1:10、金属负载量为5wt%的条件下,改性树脂对焦化蜡油有较好的吸附效果,脱氮率达到80.08%。动力学研究结果表明,改性树脂与焦化蜡油中碱性氮化物的吸附反应符合准二级动力学模型,其相关系数大于0.99;通过计算,确定了动力学方程中的参数。     

碳羟基磷灰石除废水中铬(Ⅵ)吸附动力学和热力学研究

利用废弃蛋壳合成碳羟基磷灰石(CHAP)对含铬(Ⅵ)离子废水进行吸附实验研究,考查了溶液的pH值、吸附时间和温度对吸附平衡的影响,并探讨了吸附动力学和热力学行为.结果表明:常温下,吸附时间为30min、pH=3.0、5g/L CHAP对50mg/L的铬(Ⅵ)离子的吸附率达到98.3%以上,CHAP对铬(Ⅵ)离子的吸附机理符合Langmuir和Freundlich方程;准二级动力学模型比准一级动力学模型能更好地描述CHAP对含铬(Ⅵ)离子吸附动力学行为;不同温度下的吸附热力学的吉布斯自由能以及熵变和焓变显示该吸附过程为自发吸热反应.     

微波辅助合成镍离子表面印迹聚合物及其性能

本研究以镍离子为模板离子,水杨醛缩乙二胺席夫碱为功能单体,乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,以烷基化硅胶为载体,通过表面印迹法在微波条件下制备了镍离子印迹聚合物(IIP)。用傅里叶红外光谱(FITR)和扫描电子显微镜(SEM)对离子印迹聚合物进行了表征。通过研究吸附过程中pH值、温度和初始浓度等因素对IIP吸附性能的影响,确定最佳吸附条件为:pH=8,温度为30℃,吸附时间为40 min,浓度为30 mg·L~(-1)。结果表明,Langmuir等温线可以较好地描述IIP吸附过程,最大吸附量为24.23 mg·g~(-1),与饱和吸附量24.97mg·g~(-1)基本相符,符合准二级动力学模型。此外,对IIP进行了镍离子的选择吸附性能研究,其选择性系数远大于1,表明该聚合物有良好的选择性吸附性能。     

基于废弃固定化酶再利用的高容量强阳离子交换树脂及其对溶菌酶的吸附性能

采用表面引发-原子转移自由基聚合( SI-ATRP)技术,以废弃的固定化酶为基质、4-乙烯基苯磺酸钠为单体,30℃聚合3 h,制备了一种新型强阳离子交换树脂。采用傅里叶变换红外光谱( FT-IR)对合成的强阳离子交换树脂进行表征。以溶菌酶为模型蛋白,考察了溶菌酶初始浓度、离子强度、有机溶剂浓度、吸附时间及温度对吸附容量的影响。结果表明,强阳离子交换树脂对溶菌酶的吸附是一个放热的过程。在室温下对溶菌酶的最大吸附量可达240 mg/g,在30 min内快速达到吸附平衡,比文献报道的阳离子交换树脂具有更好的吸附性能。 Langmuir吸附模型与准二级动力学方程可以较好地对吸附过程进行拟合。     

大孔树脂对对硝基苯胺的吸附行为及其应用研究

研究了溶液中无机盐、pH值对氨基修饰超高交联大孔树脂NDA-99、氧修饰超高交联大孔树脂NDA-150和大孔树脂XAD-4吸附对硝基苯胺的影响。结果表明,无机盐对吸附影响不大;NDA-99、NDA-150在中性范围吸附量最大,XAD-4的吸附量随pH增大而增大;3种树脂的吸附等温线都能很好的利用Freundlich方程进行拟合,吸附皆为放热反应且为优惠吸附;3种树脂的饱和吸附量大小依次为NDA-150>NDA-99>XAD-4。依据上述结论,采用NDA-150处理对硝基苯胺生产母液废水,每批次处理量为40BV,废水中对硝基苯胺浓度由2130mg/L降至9.6mg/L,去除率达99.5%,吸附后的树脂采用95%的乙醇可完全再生,高浓度对硝基苯胺乙醇再生溶液经蒸馏可回收对硝基苯胺和脱附剂,实现了废水治理与资源化的统一。     

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。     

改性蔗渣纤维对稀土离子吸附特性研究

为了提高甘蔗渣的吸附量,通过均苯四甲酸二酐(PMDA)改性蔗渣纤维制备PMDA-SCB以提高其吸附回收稀土离子的能力。FTIR和SEM表征分析,蔗渣纤维表面接枝了大量的羧基基团,为吸附目标离子提供大量的活性位点。实验结果表明:pH值对吸附剂吸附效果影响较大,最佳pH值为6。PMDA-SCB对La~(3+),Gd~(3+),Y~(3+)的Langmuir等温吸附量分别为74.85,88.90和43.30 mg·g~(-1),是未改性蔗渣SCB的9.2,9.1和10倍。准二级动力学方程能更好地描述吸附方程,其R2大于0.999。PMDA-SCB经过4次吸附解析循环后,其吸附量降低率比较少,说明PMDA-SCB能有效去除并回收废液中的稀土离子。     

D001树脂吸附铁离子穿透曲线的平衡级模型建立与验证

对D001树脂吸附含酸废水中铁离子的过程进行了研究。对其吸附等温方程进行拟合,同时,建立平衡级模型对动态吸附小试和扩大实验的穿透曲线进行拟合和预测。结果表明,D001树脂吸附铁离子的过程符合Langmuir等温吸附模型;在固定床吸附小试及扩大实验中,平衡级模型对D001树脂动态吸附铁离子的穿透曲线均能较好地拟合,该模型将传质速率方程从穿透曲线中分离出来;通过平衡级模型计算得到,在泄漏控制点较低时,固定床的理论级数对透过液量的影响较大。