改性蛋膜吸附回收金的工艺研究

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金是贵金属,由于具有优异的物理化学性质而被广泛用于人类生产生活中的各个领域。随着生产力的发展和人类生活水平的提高,含金废弃物的量也在不断增长。含金废弃物的含金量是金矿石的数十倍,如能充分回收利用不仅节约资源还能有利环保。蛋膜具有天然的网状结构和表面基团,经改性后对金具有优良的选择吸附性。利用废弃禽蛋壳制备改性蛋膜吸附剂回收金,是一种“以废治废”的环保、高效、新颖的方法,可望为电子废弃物中金的回收开辟一条新途径。  本文以废弃禽蛋壳为原料,用HCl浸泡得到蛋壳膜,后经预处理和改性得到改性蛋膜吸附剂。采用控制变量法,讨论蛋膜改性及吸附金的最佳工艺条件,研究改性蛋膜吸附金的选择性,利用SEM、IR、XRD等检测手段对吸金前后蛋膜及回收金进行表征,最后对改性蛋膜吸金进行模型拟合,研究吸附热力学和动力学。  改性蛋膜的制备实验表明:用氢氧化钠和乙二醇进行预处理,可提高蛋膜的吸附容量,预处理不破坏蛋膜表面官能团,但能使其孔隙度增加;用硫脲和戊二醛能够增加有效官能团,改性的最佳工艺条件为pH=10、改性剂投加摩尔质量比4∶50 mol/g、温度30℃、时间2h,IR检测显示改性后蛋膜表面有新的吸金(C-N)官能团形成。  改性蛋膜吸附金的实验表明:最佳工艺条件为时间72h、温度35℃、pH为1;在最佳工艺条件下,金的最大吸附量可以达到1000mg/g以上。在Au-Pd、Au-Ni、Au-Cu、Au-Pb的四种二元体系中,改性蛋膜对金表现出良好的选择吸附性,Au对其它离子的选择性分离顺序为Ni≈Cu>Pb>Pd,Au-Ni-Cu三元体系中Ni、Cu离子共同存在对金的吸附没有影响,Au-Sn及Au-Pd-Ni-Cu-Pb-Sn两种体系的选择性结果表明Sn离子的存在不利于金的吸附。IR分析显示,吸附后蛋膜表面(-NH-)和(C-N)官能团消失,并出现了新的振动峰,表明金被吸附到改性蛋膜上。SEM和XRD分析表明,金在吸附的过程中被还原为单质金,蛋膜经灼烧可获得纯净的金。  吸附等温模型拟合及吸附动力学拟合表明:改性蛋膜对金的吸附符合Langmuir单分子层吸附模型和准二级反应动力学模型,表明改性蛋膜对金的吸附属于化学吸附,其微观行为可能由多种化学反应共同控制。
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