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水体中典型重金属离子Pb2+、Cd2+污染问题一直受到广泛关注,水中重金属离子的处理技术也是国内外学者的研究热点。吸附法因其材料来源广泛、制备容易、成本低等特点,是一种常用的去除水体重金属离子的方法。官能化螯合纤维属于离子交换纤维中的一类,它具有离子交换纤维所具有的所有优点,同时还具有交换与洗脱速度快、容易再生、应用形式多样等显著优点,对离子吸附具有更高的选择性和更强的吸附能力。 本研究基于高能电子束辐照或热处理法制备了官能化螯合纤维,借助红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、差热扫描(DSC)、热重(TG)等分析测试方法对制备的官能化螯合纤维进行了表征。利用静态吸附试验考察了所得官能化螯合纤维对水体中金属离子Pb2+、Cd2+的吸附性能,探讨了溶液初始浓度、吸附时间、温度、溶液pH值和吸附剂用量等对吸附过程的影响,并应用吸附动力学和吸附等温线模型对实验数据进行了拟合。 以聚丙烯(PP)纤维为基体,用高能电子束辐照接枝丙烯酸(AA),得到PP-g-AA纤维,然后利用高能电子束辐照或热处理的方法将5-氨基水杨酸(5-ASA)修饰在PP-g-AA纤维上,得到一种新型的官能化螯合纤维PP-g-AA-ASA。充分利用了5-ASA的苯环上含有-COOH、-OH、-NH2等活性基团及高能电子束穿透力强、能量利用率高、操作简单可控的优点。红外光谱、扫描电镜、XRD及XPS等证明5-ASA被成功修饰在了PP-g-AA纤维上。官能化螯合纤维PP-g-AA-ASA对Pb2+和Cd2+的吸附表现出良好的吸附性能,在3min内即可达到吸附平衡,去除率分别达到95%及98%以上。其对Pb2+和Cd2+的吸附动力学均符合准二级动力学模型;且对Pb2+和Cd2+的吸附等温线均符合Langmuir模型和Freundlich模型,饱和吸附量分别达到15.80mg/g和46.26mg/g。体系pH值对PP-g-AA-ASA纤维吸附Pb2+的影响较大,最佳的pH在3~6,对Cd2+的吸附在实验范围内(pH=2~10)几乎无影响。