论文部分内容阅读
钯是一种资源稀缺的铂族贵金属元素。化学镀法制备钯及钯合金复合膜过程产生的废液中尚含有一定量的钯,如能有效地回收和利用这部分钯,将可显著地降低钯及钯合金复合膜的制作成本,进而可推动该类膜的大规模工业化应用进程。本研究对离子交换树脂法回收镀钯废液中钯的过程的相关基础问题进行了较为详细的研究,以期为进一步的研究提供参考。通过筛选实验,从四种离子交换树脂D418、D113、D152、AB-8中筛选出大孔弱酸性丙烯酸系阳离子交换树脂D113。在静态吸附实验中,以400ml废液为基础,考察了树脂用量、吸附时间、温度、pH值等因素对静态吸附效果的影响。实验结果表明:树脂对钯的吸附率随树脂用量的增加而增加,4g以后钯吸附率达到60%以上;随着吸附交换时间的增加,钯吸附量逐渐增加,时间达到210min后,吸附交换达到平衡(吸附温度25℃);树脂的钯吸附量随温度增加而增加,即高温有利于吸附,吸附交换过程为吸热过程;高pH值有利于吸附交换的进行。动态吸附实验考察了温度和流速等对动态吸附效果的影响,结果表明低流速和较高的温度有助于树脂对钯的吸附。动态吸附交换实验的适宜条件为:流速3ml/min,pH值10左右(化学镀钯废液本身的pH值),温度40℃。动态解吸实验的结果表明低流速、高解吸剂浓度、较高温度有利于钯的解吸;动态解吸实验的适宜条件为:2%(质量分数)的稀HCl、3ml/min的流速、温度65℃。实验考察了流速和初始浓度对穿透曲线的影响,结果表明:随着流速和初始浓度的增加,穿透时间提前,但树脂上功能基团的利用率下降,钯吸附交换率也随之下降。分别应用Freundlich和Langmuir吸附等温模型拟和了等温平衡吸附数据,结果表明Freundlich模型更能准确地反映该吸附交换过程。吸附过程的热力学研究表明:钯离子在D113树脂上的吸附过程是自发(△G<0)、吸热(△H>0)、熵变为正值(△S>0)的过程。对动力学吸附曲线的实验数据,用一级反应方程和二级反应方程分别进行拟合,表明该吸附交换过程符合二级吸附交换动力学过程,其表观活化能E_a为33.062kJ/mol,控制机理的检验结果表明钯在D113树脂上吸附的控制步骤为颗粒扩散控制(PDC)。