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重金属污染是当今环境污染的公害,几乎每一个国家都面临着不同程度的水体重金属污染问题。本论文制备了两种吸附材料并研究了其对水溶液中重金属离子的吸附性能,得到如下结果:
1.以氯甲基聚苯乙烯树脂为载体与三聚硫氰酸反应,合成了功能化的螯合树脂(PS-TMT),利用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、元素分析(EA)、比表面分析(BET)以及扫描电镜(SEM)等测试手段对合成的螯合树脂进行了表征。通过静态吸附实验研究了螯合树脂对水溶液中Ag(Ⅰ)、Ni(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)、Cr(Ⅵ)等9种重金属离子的吸附性能。实验结果表明PS-TMT螯合树脂对Ag(Ⅰ)、Hg(Ⅱ)两种金属离子具有较强的吸附能力。
2.分别研究了Ag(Ⅰ)、Hg(Ⅱ)两种金属离子吸附过程中溶液pH值、吸附时间、金属离子初始浓度以及共存离子竞争吸附等因素对吸附性能的影响。对Ag(Ⅰ)的吸附研究结果表明:PS-TMT螯合树脂在25℃、pH值0条件下对Ag(Ⅰ)的最大吸附容量为187.1mg/g;动力学实验显示对Ag(Ⅰ)的吸附在360min内可达到吸附平衡,吸附动力学过程符合准二级动力学模型;吸附等温线则符合Langmuir吸附等温线模型。在Ag(Ⅰ)与Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cr(Ⅲ)组成的双组分竞争吸附体系中,PS-TMT螯合树脂能够对Ag(Ⅰ)进行较好的选择性吸附。对Hg(Ⅱ)的吸附研究结果表明:PS-TMT树脂在pH值1~7范围内对Hg(Ⅱ)均具有良好的吸附能力,在25℃、pH值7条件下对Hg(Ⅱ)的最大吸附容量为344mg/g;动力学实验显示对Hg(Ⅱ)的吸附在240min内可达到吸附平衡,吸附动力学过程符合准二级动力学模型;吸附等温线则符合Langmuir吸附等温线模型。
3.以SBA-15介孔材料为载体两步合成了SBA-15TMT吸附材料,并用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、元素分析(EA)、比表面分析(BET)进行表征,通过静态吸附实验研究了吸附剂对水溶液中Ag(Ⅰ)、Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)等5种重金属离子的吸附性能。