新型载锆树脂除As(V)的研究

通过研究4种不同树脂负载锆后去除As(V)的性能,筛选出最佳锆载体为强碱性阴离子交换树脂D201。通过正交实验对载锆树脂制备工艺进行优化,获得最佳载锆条件为:Zr OCl2加入量10g,HCl-Na Cl摩尔比为0.3:0.3(共0.6mol),温度为30℃。研究了不同条件下D201-Zr对As(V)的吸附性能,结果表明,D201-Zr吸附As(V)的最佳p H值为7.0;最大吸附量为83.24mg/g;其对砷酸盐的吸附平衡时间很短,在60min之内基本可以达到吸附平衡;吸附动力学可以用拟二级动力学方程表达;吸附等温线符合Langmuir单分子层吸附模型;C1-、SO42-等对D201-Zr吸附砷酸盐的影响较小,而PO43-的影响较大。柱实验表明,D201-Zr对砷酸钠不仅有很好的去除效果,而且处理量很大。模拟水样经处理后As(V)浓度低于10μg/L,可以满足中国饮用水标准的规定。吸附后的D201-Zr可用Na OH-Na Cl(质量分数均为5%)混合液进行洗脱再生,反复使用多次后吸附能力未下降。     

基于Donnan膜效应的树脂基水合氧化铁的制备及对砷的吸附性能研究

以大孔强碱性离子交换树脂D201为载体, 利用FeCl₃-HCl-NaCl溶液特有的性质制备出一种基于Donnan膜效应的新型树脂基水合氧化铁D201-HFO. 研究结果表明, D201-HFO对砷的吸附容量较美国同类专利产品ArsenX有较大提高, 同时该材料表现出对砷良好的吸附选择性和吸附动力学性能. 固定床吸附结果表明, 通过D201-HFO的吸附处理, 受污染水体中砷的含量可降至10 μg/L(我国生活饮用水新标准GB5749-2006)以下, 吸附后的D201- HFO可被NaOH-NaCl溶液彻底再生. 稳定性实验表明, HFO在D201树脂孔道内较为稳定, D201-HFO是一种性能优良、具有广泛应用前景的除砷吸附剂.     

新型树脂基水合氧化铁对水体中微量砷的吸附性能研究

将水合氧化铁固载于凝胶型强碱阴离子树脂N201上并合成出新型除砷吸附剂N201-Fe.研究了不同实验条件下N201-Fe对去除水溶液As(V)的影响.实验结果表明,N201-Fe对砷的吸附受pH值的影响较小;N201-Fe对As(V)具有很高选择性,在Cl-、HCO3-、SO42-等竞争离子共存时,N201对As(V)的去除率不到2%,而N201-Fe却高达90%.N201-Fe对As(V)的高选择性归因于N201-Fe中水合氧化铁与As(V)之间的络合配位能力及树脂表面的Donnan膜效应.静态吸附实验表明N201-Fe吸附As(V)的等温线符合Freundlich模型,热力学结果显示,该吸附过程为吸热过程.动态穿透实验表明,模拟水中的As(V)经N201-Fe处理后可达到中国和美国的饮用水标准,且N201-Fe的吸附处理量较N201提高30多倍.     

树脂基纳米复合材料吸附水中As(Ⅲ)的性能比较研究

分别将水合氧化铁/锆/铈3种纳米颗粒负载到强碱性阴离子交换树脂D201上,制备得到3种树脂基纳米复合材料HFO-201、HZO-201和HCO-201。3种纳米复合材料的比表面积、孔道结构等特征参数通过氮气吸附仪进行测定,并根据Brunauer-Emmett-Teller(BET)和Barrett-Joyner-Halenda(BJH)模型进行计算。通过静态吸附实验考察了各种材料对水中As(Ⅲ)的吸附性能,结果表明,与HFO-201和HZO-201相比较,载铈复合材料HCO-201除As(Ⅲ)表现出更高的吸附容量、更快的吸附速率及更好的吸附选择性;模拟实际污水除砷工艺,开展固定床动态吸附研究,HCO-201的有效处理体积可达2900BV,高于HFO-201和HZO-201的有效处理体积(300BV、1150BV),吸附饱和后的HCO-201纳米复合材料可以通过NaOH-NaCl混合溶液实现完全再生。通过X射线光电子能谱(XPS)初步分析,HCO-201除砷机理可能是负载的Ce先氧化As(Ⅲ)成As(V),再进行吸附,从而实现As(Ⅲ)的强化去除。     

铁基复合材料的制备及其对水中锑的去除

水体中重金属污染物锑因为具有较高的积累毒性和致癌性而受到研究者的广泛关注。近年来由于世界范围内的锑污染问题日益严峻,因此急需发展经济高效的锑污染处理技术。纳米Fe~0、Fe_3O_4以及FeMnO_x等铁基复合材料凭借其吸附能力强,易分离回收以及安全环保等特点而成为国内外锑污染去除领域的研究热点。本文总结了零价铁和铁氧化物复合材料以及铁基双金属氧化物的制备、改性方法及其对水中污染物锑的去除,重点分析了不同铁基复合材料对Sb(Ⅲ)和Sb(Ⅴ)的吸附机理,总结了温度、p H、共存离子等外界环境对铁基复合材料吸附性能的影响机制,优选了最佳的吸附条件。最后介绍了现有锑污染去除研究中存在的主要问题,展望了铁基复合材料处理水中锑污染物的重点发展方向。     

负载铈（IV）的D412螯合树脂氟性能的研究

以D412氨基酸型螯合树脂为载体,负载Ce(IV)制得选择性吸附剂。探讨了该吸附剂对水中的F^-的静态和动态吸附性能,实验中对含氟液pH值、浓度、流量以及再生液种类和浓度对该吸附剂性能的影响进行了研究,并采用红外分析方法推测了吸附剂吸附F^-的机理。     

微生物铁氧化还原作用对水中砷锑去除影响的研究进展

砷锑污染在全球领域广泛存在,与常规的铁氧化物相比,微生物铁氧化生成的含Fe(Ⅲ)矿物对水中砷/锑(As/Sb)具有更强的吸附能力,并因其高效、实用和环境友好而具有广阔的应用前景,但微生物铁还原也可能导致被吸附的As/Sb再次释放。本文综述了微生物铁氧化还原作用对As/Sb去除影响的研究进展,归纳了铁矿物“合成-溶解-转化”的微生物循环过程以及该循环伴随的水中As/Sb固定、溶解与转化机理,整合了微生物合成Fe(Ⅲ)矿物的矿物学性质、对As/Sb固定的热动力学规律和络合机制,总结了微生物合成Fe(Ⅲ)矿物对As/Sb去除的影响因素,基于该研究的现存问题展望了利用微生物铁氧化还原作用去除As/Sb的发展方向。     

用于地下水中砷去除的铈铁复合材料的制备和作用机制

对所研制的几种复合型稀土金属铁氧化物吸附剂对饮用水中砷(V)(As(V))的吸附性能进行比较实验, 结果表明铈复合吸附剂(CFA)的吸附性能较好. 利用X射线衍射(XRD)、表面电荷、红外光谱(IR)和X射线光电子能谱(XPS)等测定手段对CFA的性质和吸附机理进行了初步探讨. 材料的XRD表征表明, 稀土铁氧化物材料制备过程中稀土嵌入晶格起到了对铁氧化物规则晶体的破碎作用;通过酸碱滴定计算出来的CFA的零电荷点(pHzpc)为5.8, 结合IR表征揭示了由于材料的金属氧化物表面羟基作用引起的特性吸附对砷的去除起到的重要作用; XPS则表明少量稀土铈在铁基材料中的复合掺杂嵌入可以提高载体铁氧化物的活性, 从而增强了对砷的去除效果.     

凝胶型树脂载纳米水合氧化铁复合材料的制备与除As(V)特性

以凝胶型离子交换树脂(201×4)为基体制备出负载水合氧化铁的纳米复合材料HFO-201×4,发现出现了明显的物理孔结构,机械强度显著提升;且纳米颗粒主要为针状,可利用活性位点密度相比大孔型复合材料提高了约67%;对低浓度As(V)的吸附容量与吸附速率均显著高于大孔型复合材料,对模拟As(V)污染水的处理容量显著提高至大孔型复合材料的2倍左右,并可实现稳定循环再生.     

负载铈（IV）的D412螯合树脂除氟性能的研究

以D412氨基磷酸型螯合树脂为载体,负载Ce（IV）制得选择性吸附剂。探讨了该吸附剂对水中的F－的静态和动态吸附性能,实验中对含氟液pH值、浓度、流量以及再生液种类和浓度对该吸附剂吸附性能的影响进行了研究,并采用红外分析方法推测了吸附剂吸附F－的机理。     

负载钛水合氧化物球状吸附剂的孔结构及其对氟离子吸附性能…

以大孔吸附树脂为基体，用Ｔｉ（ｎ－ＯＣ４Ｈ９）４浸渍基体树脂后，在一定条件下使该醇盐水解，制得由钛水合氧化物负载的球状吸附剂。本文研究了这种吸附剂的孔结构及其对氟离子的吸附性能。     

负载钛水合氧化物球状吸附剂的孔结构及其对氟离子吸附性能的研究

以大孔吸附树脂为基体，用Ｔｉ（ｎ－ＯＣ４Ｈ９）４浸渍基体树脂后．在一定条件下使该醇盐水解，制得由钛水合氧化物负载的球状吸附剂。本文研究了这种吸附剂的孔结构及其对氟离子的吸附性能。     

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。     

阴离子交换树脂骨架结构对吸附单宁酸与五倍子酸的影响

选用聚丙烯酸系D730、FPA98和聚(苯乙烯-二乙烯苯)系的D201强碱型阴离子交换树脂作为吸附剂,系统研究单宁酸、五倍子酸在上述3种阴离子交换树脂上的吸附行为与机理。吸附等温线表明,聚丙烯酸系阴离子交换树脂对单宁酸的吸附性能优于聚苯乙烯-二乙烯苯系阴离子交换树脂,而聚(苯乙烯-二乙烯苯)系阴离子交换树脂对五倍子酸有较高的吸附容量。虽然3种阴离子交换树脂对单宁酸的吸附均为熵推动的自发吸附过程,静电引力是主要吸附作用力,但是在吸附过程中除离子交换作用外,D730和FPA98骨架上的羰基与单宁酸有较强的氢键作用,而D201骨架上的苯环与五倍子酸也存在着"π-π"共轭作用,从而提升离子交换树脂对鞣酸类物质的吸附性能。因此,影响离子交换树脂吸附性能的不仅是交换容量,其骨架结构对吸附性能也有较大影响。另外,上述吸附作用也会影响树脂吸附饱和后的脱附性能,相比较聚(苯乙烯-二乙烯苯)系强碱型阴离子交换树脂,聚丙烯酸系强碱型阴离子交换树脂有更好脱附性能。     

阴离子交换树脂回收水相中有机磷酸萃取剂

研究了阴离子交换树脂对水相中有机磷酸萃取剂的吸附。 通过比较不同的离子交换树脂对水相中2-乙基己基膦酸-单-2-乙基己基酯(P507)的去除率,发现大孔强碱性阴离子交换树脂(D201-OH)从水溶液中去除P507的能力最强,去除率可达99.24%。 而且当溶液在pH=1.0时,D201-OH对P507的吸附主要是分子吸附,其吸附等温线更适用于Langmuir模型;当溶液在pH=5.0时,阴离子交换反应占主导地位,其吸附等温线更适用于Freundlich模型。 研究还表明,D201-OH对P507的吸附在20 min内即达到吸附平衡时99.8%的吸附量。 通过动力学研究表明,拟一级动力学模型(R²>0.99)更适用于描述实验数据,并且吸附速率主要受膜扩散控制。 此外,吸附-解吸附循环8次后,D201-OH的吸附能力仍然保持在93%以上。 综上所述,D201-OH是有机磷酸类萃取剂的良好吸附剂,其吸附性能高效,循环过程稳定,因此可用于实际生产过程中回收有机磷酸萃取剂。     

锆、铁水合氧化物对磷酸根的吸附

将氯氧化锆、三氯化铁分别与双氧水和氨水反应,生成锆、铁水合金属氧化物。用这两种氧化物作为吸附剂对水中的磷进行吸附。讨论了吸附过程对吸附容量的影响因素(温度、pH、时间)及除磷机理。实验结果表明,在低的pH值下,吸附容量最大;该吸附过程主要是以离子交换反应进行的吸热过程;可以用Freundlich方程表示静态吸附的吸附等温线;吸附动力学符合一级反应方程。     

有机皂土的PAN修饰及其对水中镉离子的吸附行为

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对皂土进行改性,用1-(2-吡啶偶氮)-2-萘酚(PAN)对其表面进行修饰,制备了新型固态吸附剂。用傅立叶变换红外光谱对该吸附剂进行了表征。以火焰原子吸收为检测手段,研究了该吸附剂对水中镉离子的吸附行为。结果表明,用CTMAB改性后,PAN可负载于皂土上,制备的固态吸附剂对水中镉离子具有较强的吸附能力。吸附量受介质的pH值、温度和吸附时间的影响。其吸附行为符合Langmuir吸附等温模型和HO准二级动力学方程式,该吸附反应为吸热的自发过程。吸附在PAN修饰有机皂土上的镉离子可用1mol/L的HNO3溶液洗脱。建立了PAN修饰有机皂土吸附富集,火焰原子吸收法测定水中痕量镉的新方法,应用于地表水中痕量镉的测定,结果满意。     

离子交换树脂对钒 (Ⅴ) 交换性能的研究

本文选用901、201?、201?、D301R等树脂对钒 (V) 进行了静态和动态的吸附实验研究,并对离子交换性能与钒酸根离子的赋存状态的关系进行了机理分析。实验结果表明:不同型号树脂对钒 (V) 的离子交换能力差异很大,2017、201?树脂在弱碱性条件下对钒 (V) 的浸出液的交换效果良好。     

树脂填充EVAL中空纤维膜吸附剂的吸附及脱附性能研究

以亲水性乙烯-乙烯醇共聚物(EVAL)为膜吸附剂基质材料,阳离子交换树脂D061为功能树脂,采用干-湿法纺丝技术,制备了树脂填充EVAL中空纤维膜吸附剂。实验采用连续循环膜过滤工艺,研究了这种吸附剂对目标蛋白(牛血清白蛋白-BSA)的吸附和脱附性能。考察了树脂填充量、缓冲溶液pH值等对蛋白质吸附和脱附性能的影响。实验结果表明,树脂填充EVAL中空纤维膜吸附剂对目标蛋白BSA具有较高的吸附容量和脱附率,随着树脂填充量的增加,膜吸附剂对BSA吸附容量增加,并且最大吸附容量在牛血清蛋白等电点(4.8～5.2)附近出现。当树脂填充量65%,缓冲溶液pH4.5时树脂填充EVAL中空纤维膜吸附剂对BSA的吸附容量可达到71.47mgBSA/g膜吸附剂。     

聚酰胺和负载聚酰胺树脂富集分离环境水中无机汞

提出以聚酰胺、负载双硫腙聚酰胺、负载α-巯基苯并噻唑聚酰胺树脂为吸附剂,在静态和动态条件下,对环境水中无机汞的选择性吸附分离方法.实验表明,此3种树脂在0.1～2.5mol/L HCI介质中,对无机汞吸附性能很好,饱和吸附容量分别为:聚酰胺树脂12.28mg/g;负载双硫腙聚酰胺树脂14.48mg/g;负载α-巯基苯并噻唑聚酰胺树脂17.17mg/g.吸附到各树脂中的汞可用1%～5%硫脲溶液解脱,以冷原子吸收法测定,得到较满意的结果.