聚胺壳聚糖微球对焦磷酸络合废水中镍的高效选择性去除特性与机制

针对含磷络合型电镀废水高效处理难题,本文探究了系列聚胺型壳聚糖微球（ACS_x）对焦磷酸络合体系中镍离子的选择性去除特性。研究表明,焦磷酸的存在显著促进了ACS_x对镍的吸附。相同条件下,ACS_1.0—ACS_1.75对镍的吸附量超越前期报道的PAMD树脂3.2%—43.3%。过量的焦磷酸或其他常见共存物对ACS_1.5吸附镍的抑制率小于6%,其抗干扰能力远优于商品化树脂D001和D467。借助Visual MINTEQ形态计算和吸附等温线、动力学模型拟合以及XPS表征分析发现,络合体系中,NiP₂O₇^2-为主要的存在形态和吸附形态,其表观吸附动力学曲线高度符合拟二级动力学方程,初始吸附速率常数高于其他形态。推测NiP₂O₇²⁻与ACS_1.5表面聚胺基团（含质子化胺基和中性胺基）发生了静电-配位耦合作用（-N⁰-NiP₂O₇²⁻·N⁺-）,抗干扰性强。随着NiP₂O₇²⁻的富集,焦磷酸配体空间位阻增大,导致部分焦磷酸根脱落,固相镍-焦磷酸吸附量比大于1。固定床动态吸附实验表明镍0.5 mmol·L⁻¹-焦磷酸1 mmol·L⁻¹初始浓度下,流速4 BV·h⁻¹,前18 BV出水镍浓度低于0.1 mg·L⁻¹,镍饱和吸附容量为1.74 mmol·g⁻¹。采用稀盐酸再生,镍脱附率为93.8%,浓缩倍率约为7.67倍。本研究表明ACS_1.5在实际处理焦磷酸镀镍清洗废水中具有较优的潜力。