【摘 要】
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电镀过程常采用铜镀层和苯胺类缓蚀剂来避免镀件遭到腐蚀,该过程易产生Cu2+和苯胺共存污水,对环境造成污染。目前,不论是生物法、沉淀法,还是化学氧化法,在去除电镀废水中重金属、有机物等组成的复合污染物时都难以直接同时去除。吸附法是实现复合污染物中有机物和重金属同时去除的常用途径。由于黄腐酸（FA）和双甘膦（PMIDA）具有丰富的含氧官能团,能够对Cu2+和苯胺产生强的配位、静电吸附等作用。因此,本文
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电镀过程常采用铜镀层和苯胺类缓蚀剂来避免镀件遭到腐蚀,该过程易产生Cu2+和苯胺共存污水,对环境造成污染。目前,不论是生物法、沉淀法,还是化学氧化法,在去除电镀废水中重金属、有机物等组成的复合污染物时都难以直接同时去除。吸附法是实现复合污染物中有机物和重金属同时去除的常用途径。由于黄腐酸（FA）和双甘膦（PMIDA）具有丰富的含氧官能团,能够对Cu2+和苯胺产生强的配位、静电吸附等作用。因此,本文将FA锚接在PMIDA插层的类水滑石（LDHs）表面,形成FA涂覆、PMIDA插层的LDHs功能材料（FA/PMIDA-LDHs）。通过对复合污染物的物理化学吸附,实现对Cu2+和苯胺共存污水的一步净化处置。通过共沉淀—浸渍法制备了FA/PMIDA-LDHs,并对其进行了表征和结构优化。在共沉淀过程中,利用LDHs层间阴离子的可交换性,制备了PMIDA插层的LDHs复合材料（PMIDA-LDHs）。然后,以PMIDA-LDHs为其前躯体,采用浸渍法将FA锚接在其表面,形成多层多基团吸附结构的FA/PMIDA-LDHs。在M(PMIDA:Mg2+:Fe3+)=4:2:1时,FA/PMIDA-LDHs含有丰富的Fe-OH基团且具有高的结晶度。低温氮气吸附实验和SEM显示吸附剂颗粒呈片状的结构,孔型为平板狭缝结构、裂缝或者楔形。通过对LDHs改性前后的吸附容量的比较,确定FA/PMIDA-LDHs的具有更高的吸附容量。因而,PMIDA和FA的加入,丰富了LDHs的含氧官能团,提高了对Cu2+和苯胺的吸附潜能。FA/PMIDA-LDHs对Cu2+、苯胺共存溶液净化的最佳吸附固液比为0.33 g/L。准二阶动力学和Langmuir等温吸附模型能够很好的描述FA/PMIDA-LDHs对Cu2+和苯胺的吸附过程动力学和热力学规律。Langmuir吸附等温模型解析得出吸附剂对Cu2+和苯胺的理论最大吸附容量分别为221.24和132.28 mg/g。吸附剂对Cu2+的微观吸附机制主要为内部碳酸盐吸附共沉淀以及FA/PMIDA-LDHs官能团的配位键合作用。吸附剂对苯胺的吸附机理主要为FA/PMIDA-LDHs中的羟基、羧基和苯环与苯胺的相互作用。溶液中共存离子对FA/PMIDA-LDHs吸附Cu2+和苯胺的影响研究表明,Na+、Ca2+、Fe3+和Ni2+阳离子以及Cl-、SO42-和H2PO4-阴离子对FA/PMIDA-LDHs吸附Cu2+吸附性能产生了一定的抑制作用。由于Cr2O72-在溶液中以阴离子的形式存在,可中和主体层板的正电荷,减小Cu2+和FA/PMIDA-LDHs静电斥力,从而对Cu2+去除起到了微弱的促进作用。Fe3+、Ni2+、Cr2O72-和H2PO4-对苯胺的吸附发生抑制作用。由于盐析作用,溶液中Ca2+、Na+、SO42-、Cl-的存在对FA/PMIDA-LDHs吸附去除苯胺起到微弱的促进作用。FA/PMIDA-LDHs再生实验证实,循环五次后,其对废水中Cu2+和苯胺的去除率依旧保持在80%以上。因而,以廉价和易获取的FA和PMIDA为功能材料,采用绿色、简易的共沉淀—浸渍法制备的多层多基团FA/PMIDA-LDHs。FA/PMIDA-LDHs能够对水溶液中Cu2+和苯胺实现同步吸附去除,并具有吸附容量优势。FA/PMIDA-LDHs对Cu2+和苯胺的去除效果受共存离子干扰影响作用较弱,表现出优异的稳定性和再生性,是一种绿色、稳定、高效的电镀废水净化吸附材料。论文包含图55幅,表10个,参考文献112篇。
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