论文部分内容阅读
本文以四种镁系矿物:海泡石、凹凸棒石、蛭石和水滑石为原料,在适宜的温度下焙烧活化后,以N-N二甲基乙酰胺为溶剂,聚醚砜PES为有机相,采用共混法制备了多种镁系矿物膜吸附材料,研究了它们对水体中重金属离子铅离子和镍离子吸附性能,并考察了吸附过程的热力学和动力学特性。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、万能测力机、差热-热重分析仪(TG-DTA)等仪器对膜吸附材料的结构和性能进行分析和表征,结果表明:镁系矿物颗粒较均匀的分布在PES膜中,两者通过物理作用结合,没有生成新的化学键,膜吸附材料具有良好的的热稳定性,可在高温条件下使用,膜材料中镁系矿物的含量对膜材料的结构和机械性能影响较大。以Pb2+为研究对象,评价了S300、A600、V100、H6004种镁系矿物膜吸附材料的吸附性能。确定了最佳反应条件:25℃时,S300吸附剂用量为0.04g,Pb2+初始浓度为100 mg/L,吸附3h,最大吸附量为54.22mg/g; A600吸附剂用量为0.1 g,Pb2+初始浓度为300 mg/L,吸附4h,最大吸附量为65.06mg/g; V100吸附剂用量为0.09g,Pb2+初始浓度为200 mg/L,吸附4h,最大吸附量为54.45mg/g; H600吸附剂用量为0.02 g,Pb2+初始浓度为300mg/L,吸附2h,最大吸附量为347.27mg/g。25℃—45℃温度范围内,S300、A600、H600膜吸附剂对Pb2+的吸附过程可以用Langmuir吸附等温式来描述,RL值均介于0与1之间,说明吸附过程容易发生。V100膜吸附剂对Pb2+的吸附过程可以用Freundlich吸附等温式来描述,常数n值大于1,说明此为优惠吸附过程。4种镁系矿物膜吸附剂对Pb2+的吸附过程均符合伪二级动力学方程。以Ni2+为研究对象,考察了S600、A400、V100、H4004种镁系矿物膜吸附材料的吸附性能。确定了最佳反应条件:25℃时,S600吸附剂用量为0.09g,Ni2+初始浓度为150 mg/L,吸附4h,最大吸附量为40.74mg/g; A400吸附剂用量为0.1 g,Ni2+初始浓度为150 mg/L,吸附3h,最大吸附量为29.19mg/g; V100吸附剂用量为0.09g,Ni2+初始浓度为100 mg/L,吸附3h,最大吸附量为17.21mg/g;H400吸附剂用量为0.1 g,Ni2+初始浓度为200 mg/L,吸附6h,最大吸附量为32.57mg/g。4种镁系矿物膜吸附剂对Ni2+的吸附适宜的pH范围较大,在弱酸性、中性及弱碱性条件下均具有较好的吸附性能。Langmuir吸附等温式可以很好地描述Ni2+在S600、A400、H400膜吸附剂上的吸附。v100膜吸附剂对Ni2+的吸附过程可以用Freundlich吸附等温式来描述,常数n值介于2到10之问,说明此为优惠吸附过程。4种镁系矿物膜吸附材料对Ni2+的吸附过程都符合伪二级动力学方程。镁系矿物膜吸附材料能够有效地去除水体中的铅离子和镍离子,为重金属离子废水的处理提供了一种新思路,克服了颗粒状吸附剂难回收、易造成筛网堵塞等问题,在使用过程中,膜材料可以根据现实需要任意的剪切、卷曲、折叠,操作简便,适用范围广。