凹土ida复合树脂对水体中ni2+的吸附性能研究(附件)
本课题制备了凹土/IDA复合树脂，并对凹土/IDA复合树脂做了FT-IR、XRD、SEM表征。研究了凹土/IDA复合树脂对水中Ni2+的吸附性能，考察了树脂投加量、pH值、吸附温度对于Ni2+去除率的影响。并绘制出吸附动力学曲线与吸附热力学曲线。实验表征表明红外光谱酸改性凹土高频区和低频区的特征峰与凹土/IDA复合树脂的特征峰基本一样。电镜原棒状的凹土表面变成了颗粒状，说明在改性凹土表面上负载了很多IDA基团，制成树脂负载比较成功。XRD原凹土的大部分峰都已消失，只留下一个峰，说明多数杂质已经去除，复合树脂制作成功。实验数据表明在树脂投加量为0.25 g，溶液pH为6，吸附温度为45℃时去除率最高。动力学表明该吸附过程主要以化学吸附为主。吸附等温线模型表明在298K温度下，该吸附过程主要为单层吸附。关键词 IDA，复合树脂，吸附性能，镍
目录
目录 1
1 引言 1
1.1 水体中重金属离子去除方法 1
1.2 含亚氨基二乙酸基团的螯合树脂对重金属吸附研究 3
1.3 凹土在螯合树脂中的应用 4
1.4 本课题研究的目的与意义 4
2 实验内容 5
2.1 实验仪器及药品 5
2.2 凹土/IDA复合树脂的制备 6
2.3 复合树脂的结构表征 6
2.4 Ni2+标准溶液的配置 8
2.5 Ni2+标准曲线的绘制 8
2.6 凹土/IDA复合树脂的性能测试 8
3 结果与讨论 9
3.1 标准曲线的绘制 9
3.2 凹土/IDA复合树脂结构表征 10
3.3 凹土/IDA复合树脂的吸附性能测试 12
3.4 吸附动力学 15
3.5 吸附等温线 16
结论 19
致谢 20
参考文献 21
1 引言
重金属是一类具有很大潜在危害性的重要污染物，其威胁在于它不能在环境中被微生物分解，相反它可以通过食物链以生物放大或生物积累的形式对环境和人体健康造成危害。镍污染是由镍及其化合物所引起的环境 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
污染。冶炼镍矿石及冶炼钢铁产生的含镍矿物、镀镍工业，机器制造业、金属加工业的废水是镍污染的主要来源。镍摄入量过多，则会导致癌变或其他疾病。长期接触镍粉尘及其盐类可引起皮炎、呼吸道刺激炎症，甚至肺纤维化。镍及其化合物还具有导致人体畸化作用。镍进入人体后多数是留存在于脊髓、脑、五脏和肺中，以肺为主。镍盐的毒性主要体现于抑制酶系统，如酸性磷酸酶。镍及其盐类对各类工人的主要危害是导致镍皮炎，产生皮疹、浅表皮溃疡、结痂或者出现湿疹样病损[1]。
1.1 水体中重金属离子去除方法
1.1.1 膜分离法
膜分离是通过膜对混合物中各组分的选择性渗透作用的差异，以外界能量或化学位差为推动力对双组分或多组分混合的气体或液体进行分离、分级、提纯和富集的方法，膜分离技术作为新的分离净化和浓缩方法与传统分离操作（如蒸发、萃取、沉淀、混凝和离子交换等）相比较过程中大多无相变化，可以在常温下操作，具有能耗低、效率高、工艺简单、投资小和污染轻等优点。雷晓东[2]对膜分离污水处理技术相关的内容进行了详细的分析和探讨，膜分离技术作为一种现代化污水处理技术在实际的应用中具有其他类型污水处理技术所无法比拟的优势，如运行设备安全性高、稳定性高、去污效果高及操作简单等，微滤技术可以可将无机微粒膜技术与氢氧化镁进行结合，结合完成后对印刷等产生的废水进行去污处理其结果显示污水的脱色率可高达98%。
1.1.2 化学沉淀法
化学沉淀法是通过向废水中加入化学药剂与废水中金属离子发生化学反应生成沉淀而去除的方法。包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、钡盐沉淀法等。中和沉淀法应用比较广泛。化学沉淀法处理重金属废水具有工艺简单、去除范围较广、经济实用等特点，是目前应用最为广泛的处理重金属废水的方法，汪大翚[3]发现Hg2+与S2有强烈的亲和力，列出了硫化汞沉淀法的优势，使废水中的重金属离子生成不溶的或难溶的沉淀。该方法的缺点是流程长，沉淀剂成本较高且本身具有毒性，会产生大量污泥。
1.1.3 氧化还原法
铁氧体法是使废水中的多种金属离子形成铁氧体晶粒并沉淀析出，使废水得到净化的处理方法。彭位华[4]发现实际应用时对于FeSO4H2O的投加量往往大于理论投加量，此法可一次性去除废水中的多种重金属离子，形成的沉淀颗粒大，易分离，不会产生二次污染。但反应需要加热到70℃甚至更高的温度，操作时间长，消耗能量多。
1.1.4 离子交换树脂法
离子交换法是使用离子交换树脂，将溶液中部分低浓度的微量物质进行富集浓缩，再将浓缩后的微量物质洗脱下来的方法。废水中的重金属以阳离子形态或络合物阴离子形态存在，选用阳离子交换树脂或阴离子交换树脂，可有效地去除废水中的重金属离子。其优点是树脂具有可逆性，可以再生重复使用，缺点是离子交换树脂价格昂贵。基于传统的物理化学方法处理含镍废水存在多方面不足，利用高分子合成树脂对金属离子进行吸附具有操作简便、选择性高、吸附量大、稳定性好，易于再生利用等优点，广泛应用于金属离子的预富集、分离、分析、回收等方面，高丽娟[5]研究了采用了强酸性离子交换树脂，研究了离子交换法处理含镍废水的适用工艺条件及镍回收方法，制备了具有疏基基团的螯合树脂。所得到的树脂对矿物酸和碱具有较高耐久性。
1.1.5 电解法
电解法处理重金属废水是把化学方法（氧化还原）、絮凝和吸附技术三者结合起来研制的一种新方法，可以处理各种离子状态的污染物，如CN、Cr6+、Cu2+、Cd2+等。电解法处理重金属基本原理：利用金属的电化学性质，在有外加直流电的条件下，重金属离子Mn+在电解槽的阴极放电沉积，从相对高浓度的溶液中分离出来，废水中的氢氧根OH在阳极放电，从而达到去除废水中有害重金属的目的，同时，阴极沉积上的重金属还有回收利用价值。与常规重金属处理方法相比，电解法的优点有能一次去除多种污染物、处理电镀废水适用范围广、药剂用量小，废液量少、采用电解法处理重金属废水能直接回收金属等。电解法目前也存在一些不足之处：电耗和可溶性阳极材料消耗较大，副反应多，电极容易钝化；水中的重金属离子的浓度不能达到特别低，且对稀溶液的电解效率比较低。所以，电解法目前不适合处理较低浓度的含重金属离子的废水，周军等[6]对当今电解法水处理技术的研究热点总结了有以下几个方面:廉价、高效电极的应用。许多稀贵金属电极在难处理废水的实验研究中有很好的效果，应进一步研究其应用价值的同时寻找可用于实际生产的廉价替代品。新型电解槽的设计。一方面从提高电解槽的处理效率入手，对极板与电源的连接方式，废水在槽中的流动方式等各方面进行改进，从而设计结构更加合理，效果更好的反应槽；另一方面着重于电解槽的通用性。例如SR巴特等人就报道了有一定通用性的电解柱。电解机理的研究。电解机理从本质上左右着电解法的效果。深入研究各类电解过程的机理，将对提高处理效率、降低能耗等有深远的影响。新的电解法水处理技术的研究与应用，今后电解法发展的方向是价廉、高效、易操作。
目录
目录 1
1 引言 1
1.1 水体中重金属离子去除方法 1
1.2 含亚氨基二乙酸基团的螯合树脂对重金属吸附研究 3
1.3 凹土在螯合树脂中的应用 4
1.4 本课题研究的目的与意义 4
2 实验内容 5
2.1 实验仪器及药品 5
2.2 凹土/IDA复合树脂的制备 6
2.3 复合树脂的结构表征 6
2.4 Ni2+标准溶液的配置 8
2.5 Ni2+标准曲线的绘制 8
2.6 凹土/IDA复合树脂的性能测试 8
3 结果与讨论 9
3.1 标准曲线的绘制 9
3.2 凹土/IDA复合树脂结构表征 10
3.3 凹土/IDA复合树脂的吸附性能测试 12
3.4 吸附动力学 15
3.5 吸附等温线 16
结论 19
致谢 20
参考文献 21
1 引言
重金属是一类具有很大潜在危害性的重要污染物，其威胁在于它不能在环境中被微生物分解，相反它可以通过食物链以生物放大或生物积累的形式对环境和人体健康造成危害。镍污染是由镍及其化合物所引起的环境 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
污染。冶炼镍矿石及冶炼钢铁产生的含镍矿物、镀镍工业，机器制造业、金属加工业的废水是镍污染的主要来源。镍摄入量过多，则会导致癌变或其他疾病。长期接触镍粉尘及其盐类可引起皮炎、呼吸道刺激炎症，甚至肺纤维化。镍及其化合物还具有导致人体畸化作用。镍进入人体后多数是留存在于脊髓、脑、五脏和肺中，以肺为主。镍盐的毒性主要体现于抑制酶系统，如酸性磷酸酶。镍及其盐类对各类工人的主要危害是导致镍皮炎，产生皮疹、浅表皮溃疡、结痂或者出现湿疹样病损[1]。
1.1 水体中重金属离子去除方法
1.1.1 膜分离法
膜分离是通过膜对混合物中各组分的选择性渗透作用的差异，以外界能量或化学位差为推动力对双组分或多组分混合的气体或液体进行分离、分级、提纯和富集的方法，膜分离技术作为新的分离净化和浓缩方法与传统分离操作（如蒸发、萃取、沉淀、混凝和离子交换等）相比较过程中大多无相变化，可以在常温下操作，具有能耗低、效率高、工艺简单、投资小和污染轻等优点。雷晓东[2]对膜分离污水处理技术相关的内容进行了详细的分析和探讨，膜分离技术作为一种现代化污水处理技术在实际的应用中具有其他类型污水处理技术所无法比拟的优势，如运行设备安全性高、稳定性高、去污效果高及操作简单等，微滤技术可以可将无机微粒膜技术与氢氧化镁进行结合，结合完成后对印刷等产生的废水进行去污处理其结果显示污水的脱色率可高达98%。
1.1.2 化学沉淀法
化学沉淀法是通过向废水中加入化学药剂与废水中金属离子发生化学反应生成沉淀而去除的方法。包括中和沉淀法、硫化物沉淀法、钡盐沉淀法等。中和沉淀法应用比较广泛。化学沉淀法处理重金属废水具有工艺简单、去除范围较广、经济实用等特点，是目前应用最为广泛的处理重金属废水的方法，汪大翚[3]发现Hg2+与S2有强烈的亲和力，列出了硫化汞沉淀法的优势，使废水中的重金属离子生成不溶的或难溶的沉淀。该方法的缺点是流程长，沉淀剂成本较高且本身具有毒性，会产生大量污泥。
1.1.3 氧化还原法
铁氧体法是使废水中的多种金属离子形成铁氧体晶粒并沉淀析出，使废水得到净化的处理方法。彭位华[4]发现实际应用时对于FeSO4H2O的投加量往往大于理论投加量，此法可一次性去除废水中的多种重金属离子，形成的沉淀颗粒大，易分离，不会产生二次污染。但反应需要加热到70℃甚至更高的温度，操作时间长，消耗能量多。
1.1.4 离子交换树脂法
离子交换法是使用离子交换树脂，将溶液中部分低浓度的微量物质进行富集浓缩，再将浓缩后的微量物质洗脱下来的方法。废水中的重金属以阳离子形态或络合物阴离子形态存在，选用阳离子交换树脂或阴离子交换树脂，可有效地去除废水中的重金属离子。其优点是树脂具有可逆性，可以再生重复使用，缺点是离子交换树脂价格昂贵。基于传统的物理化学方法处理含镍废水存在多方面不足，利用高分子合成树脂对金属离子进行吸附具有操作简便、选择性高、吸附量大、稳定性好，易于再生利用等优点，广泛应用于金属离子的预富集、分离、分析、回收等方面，高丽娟[5]研究了采用了强酸性离子交换树脂，研究了离子交换法处理含镍废水的适用工艺条件及镍回收方法，制备了具有疏基基团的螯合树脂。所得到的树脂对矿物酸和碱具有较高耐久性。
1.1.5 电解法
电解法处理重金属废水是把化学方法（氧化还原）、絮凝和吸附技术三者结合起来研制的一种新方法，可以处理各种离子状态的污染物，如CN、Cr6+、Cu2+、Cd2+等。电解法处理重金属基本原理：利用金属的电化学性质，在有外加直流电的条件下，重金属离子Mn+在电解槽的阴极放电沉积，从相对高浓度的溶液中分离出来，废水中的氢氧根OH在阳极放电，从而达到去除废水中有害重金属的目的，同时，阴极沉积上的重金属还有回收利用价值。与常规重金属处理方法相比，电解法的优点有能一次去除多种污染物、处理电镀废水适用范围广、药剂用量小，废液量少、采用电解法处理重金属废水能直接回收金属等。电解法目前也存在一些不足之处：电耗和可溶性阳极材料消耗较大，副反应多，电极容易钝化；水中的重金属离子的浓度不能达到特别低，且对稀溶液的电解效率比较低。所以，电解法目前不适合处理较低浓度的含重金属离子的废水，周军等[6]对当今电解法水处理技术的研究热点总结了有以下几个方面:廉价、高效电极的应用。许多稀贵金属电极在难处理废水的实验研究中有很好的效果，应进一步研究其应用价值的同时寻找可用于实际生产的廉价替代品。新型电解槽的设计。一方面从提高电解槽的处理效率入手，对极板与电源的连接方式，废水在槽中的流动方式等各方面进行改进，从而设计结构更加合理，效果更好的反应槽；另一方面着重于电解槽的通用性。例如SR巴特等人就报道了有一定通用性的电解柱。电解机理的研究。电解机理从本质上左右着电解法的效果。深入研究各类电解过程的机理，将对提高处理效率、降低能耗等有深远的影响。新的电解法水处理技术的研究与应用，今后电解法发展的方向是价廉、高效、易操作。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/hxyhj/176.html
