阳离子交换树脂对NH4+的吸附热力学与动力学研究

采用静态吸附法,研究了NH4+在阳离子交换树脂上的吸附行为,并从热力学和动力学两方面对吸附过程进行了分析.结果表明,NH4+为200～1000 mg/L时,强酸性阳离子交换树脂001×7的NH4+吸附容量大于D001、D113树脂;在实验温度下,采用Langmuir吸咐等温模式能够更好地描述NH4+在001×7树脂上的静态吸附行为,001×7树脂对NH4+的交换吸附属于单分子层吸附;常温(25℃)时,001×7树脂吸附NH4+过程的焓变(△H)大于零,说明NH4+进入树脂后与H+的交换反应为吸热反应,升温有利于反应的进行,此吸附过程的熵变(△S)也大于零,说明该离子交换过程属于熵增的过程,此吸附过程的吉布斯自由能变(△G)小于零,说明该离子交换过程能够自发进行;吸附动力学研究表明,液膜扩散是001×7树脂对NH4+吸附的限速步骤,吸附交换过程符合Lagergren准一级动力学方程;4％(质量分数)NaOH溶液较适合作为001×7树脂的再生液,经过5次再生后,001×7树脂的吸附量只下降了8.8％.     

混凝沉淀—树脂吸附—Fenton氧化工艺处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液

采用混凝沉淀-树脂吸附-Fenton氧化工艺处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液,筛选了该工艺各工段最佳的运行方式和参数.在最佳条件下,COD的去除率达98.1%.将吸附出水或氧化出水与垃圾渗滤液处理纳滤出水合并排放.各项出水指标均能达到<生活垃圾填埋场污染控制标准>(GB 16889-2008)一级排放标准.树脂脱附效果好,脱附液体积为膜滤浓缩液的1/10,实现了膜滤浓缩液减量化的目的.     

D006树脂对Cd(Ⅱ)的吸附性能研究

通过树脂筛选实验,选用大孔强酸性阳离子树脂D006作为Cd(Ⅱ)的吸附材料,通过静态实验考察吸附时间、振荡转速、溶液pH和树脂用量对吸附效果的影响,并探讨了吸附的热力学和动力学性能,同时对树脂进行了再生实验。结果表明,D006树脂对Cd(Ⅱ)的平衡吸附量可达20.98mg/g;D006树脂吸附Cd(Ⅱ)的最佳条件为吸附时间120min、振荡转速120r/min、溶液pH 2.9左右、树脂用量0.20g;D006树脂对Cd(Ⅱ)的吸附过程符合Langmuir方程,为单分子层吸附;准二级动力学模型能较好地描述Cd(Ⅱ)在D006树脂上的吸附行为,吸附的活化能为5.46kJ/mol,该吸附过程主要为物理吸附;于30℃下采用1mol/L硫酸对吸附后的D006树脂进行脱附,脱附率可达到96%以上,可实现对Cd(Ⅱ)的富集与回收。     

732型阳离子交换树脂对渗滤液中Ca~(2+)、Mg~(2+)的去除

机械蒸汽压缩(MVC)蒸发处理渗滤液过程中,Ca~(2+)和Mg~(2+)的大量存在会导致结垢及浓缩液后续处理困难等问题。通过静态吸附实验,探索了732型阳离子交换树脂对渗滤液中Ca~(2+)、Mg~(2+)的吸附特性。实验结果表明,在pH=7、温度为30℃、732型阳离子交换树脂投加量为8g/L、吸附时间为30 min的条件下,对于Ca~(2+)和Mg~(2+)(摩尔比为3∶5)的质量浓度为2 000mg/L的混合溶液,两者的去除率分别为88.8%、68.3%。732型阳离子交换树脂对Ca~(2+)和Mg~(2+)的吸附行为均符合Langmuir吸附等温方程,相关性系数(R2)分别为0.992 5、0.952 3。利用732型阳离子交换树脂处理实际渗滤液,吸附条件与混合溶液相同,结果表明,对实际渗滤液中Ca~(2+)和Mg~(2+)的去除率分别达到为69.9%、70.9%。经过732型阳离子交换树脂吸附预处理后的渗滤液再经MVC蒸发处理,可有效减少MVC蒸发过程中的结垢,并降低浓缩液后续处理成本。     

菌丝体—甲壳素水处理剂对重金属Ni^2＋离子吸附性能的研究

本文系统研究了菌丝体－甲壳素（甲壳素）作为水处理剂对去除水体中Ni^2 离子时的吸附特性，结果表明，甲壳素作为水处理剂，在较大pH值变化范围内，对Ni^2 离子与柠檬酸镍都有较高的吸附容量；甲壳素在吸附金属离子的同时，对H^ 有吸附作用，且H^ 是金属离子的竞争性抑制剂。将甲壳素与市售吸附树脂相比，其对阳离子（Ni^2 ）和络阴离子（柠檬酸镍Ni(cit)^2-）的吸附特性类似于阳离子交换树脂。同时，甲壳素不会带来二次污染，是一种具有广泛应用前景的环保型工业水处理剂。     

聚甲亚胺酰胺树脂对水中Cu~(2+)的吸附

制备了聚甲亚胺酰胺树脂,对其进行傅里叶变换红外光谱分析。采用批处理方法实验了pH、铜离子初始浓度、吸附时间、吸附剂用量对吸附量的影响,研究了等温吸附模型和吸附动力学模型。优化后的吸附条件为:在铜离子溶液体积50 mL、初始浓度为300 mg/L、pH为6.0时,吸附剂投放量50 mg、吸附时间60 min,此时吸附量达到269.1 mg/g,去除率达89.7%。25℃时在研究浓度范围内,铜离子吸附过程用Langmuir等温线模型和Freundlich等温线模型描述均可;与准一级动力学方程、Elovich方程及内扩散方程相比,准二级动力学方程能更好地描述其吸附动力学过程。     

CS/PEG/PFT膜制备及对含铜废水的处理

实验将溶胶凝胶法和高分子辅助倒相法结合,制备出一种新型的壳聚糖/聚乙二醇/亚铁氰化钾钛(CS/PEG/PFT)复合膜,通过FT-IR和SEM对膜进行表征后,将其用于模拟铜废水的吸附和脱附实验,并探究出膜吸附的最佳工艺条件为:p H 5.50、实验温度55℃、实验时间2 h,该条件下,膜对铜离子最大吸附量为9.85 mg/g,去除率达到95%以上。CS/PEG/PFT膜的除铜过程符合Langmuir等温吸附方程(y=0.0597x+0.0168),线性相关度达到0.9917。     

001×14.5离子交换树脂对镍(Ⅱ)的吸附

实验采用离子交换树脂法吸附镍(Ⅱ),树脂选型确定了强酸性阳离子交换树脂001×14.5对镍(Ⅱ)吸附容量最大.用所选的001×14.5树脂吸附镍(Ⅱ)的过程,静态吸附实验表明,转速大于100 r/min时,对树脂吸附的影响可忽略,即基本消除外扩散,pH =7.0时吸附最佳,镍(Ⅱ)吸附率随树脂用量的增加而增大;001×14.5树脂吸附镍(Ⅱ)过程符合Langmuir等温吸附方程,且为优惠吸附;吸附过程符合拟二级动力学模型,吸附过程活化能为E=30.9 kJ/mol,由颗粒内扩散控制;用1 mol/L的硫酸对吸附饱和树脂进行脱附再生,脱附率可达98％以上.     

复合功能超高交联树脂吸附邻苯二酚的热力学研究

研究了胺基修饰的复合功能超高交联树脂对水溶液中邻苯二酚的静态吸附热力学特征。结果表明，在超高交联树脂上引入适量的胺基，可明显提高树脂的吸附容量。该类树脂对邻苯二酚的吸附为自发的放热过程，属于物理吸附过程。     

α碱性氧化铁的制备及其对铬吸附性能的研究

本文对α碱性氧化铁的制备及其对铬的吸附性能作了研究。确定了制备α－碱性氧化铁的适宜条件。结果表明，在确定的条件下所制得的α－碱性氧化铁对铬有良好的吸附性。其饱和吸附量为１７ｍｇ／ｇ；最佳吸附酸度为ＰＨ５－６；溶液中共存的一价，二价阳离子和一价阴离子对铬的吸附基本无影响，而高价阴离子则严重于扰铬的吸附；吸附铬后的α－碱性氧化铁用０．５ｍｏｌ／ｌ硫酸进行洗脱再生，效果良好，再生后的α－碱性氧化铁对铬的     

改性树脂对β-萘磺酸的吸附性能

将D301树脂与FeCl3-NaOH体系反应进行改性,制备一种改性树脂作为吸附剂,吸附去除废水中的β-萘磺酸的研究。通过SEM技术对改性树脂进行了结构表征;考察了pH值、吸附时间和温度因素对改性树脂吸附β-萘磺酸的影响:最佳的实验条件pH值为3、反应时间为7 h、温度为298 K,且最大吸附量达778 mg/g。改性树脂对β-萘磺酸的吸附等温线符合Freundlich方程;热力学实验数据:ΔG<0,ΔH<0,该吸附过程为放热、自发过程;吸附动力学符合二级动力学方程。     

PS-TMT树脂的合成及其对水溶液中Hg(Ⅱ)的吸附性能

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,并对其进行了元素分析、红外光谱以及比表面表征。通过静态吸附实验研究了其对水溶液中Hg(Ⅱ)的吸附性能,结果表明,PS-TMT螯合树脂在pH值1～7范围内对Hg(Ⅱ)具有良好的吸附能力,在25℃、pH 7条件下对Hg(Ⅱ)的最大吸附容量为344 mg/g;动力学研究显示树脂对Hg(Ⅱ)的吸附在240 min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。     

KIP210树脂对水杨酸的吸附性能研究

采用离子交换树脂为吸附剂,研究了其吸附水杨酸过程的热力学和动力学。通过树脂筛选实验发现强碱性阴离子交换树脂KIP210对水杨酸的吸附效果最好,并进一步考察了振荡速度、树脂用量、pH、水杨酸初始浓度和温度等因素对KIP210树脂吸附性能的影响,且探究了树脂的再生情况。结果表明,振荡速度大于160r/min后,外扩散对吸附的影响已基本消除,pH为5时吸附性能最佳。KIP210树脂对水杨酸的吸附率大体上随树脂用量、温度的上升而增大,随水杨酸初始浓度的上升而减小。热力学研究显示,KIP210树脂对水杨酸的吸附符合Langmuir方程,且是一个吸热的熵驱动和自发的吸附过程。动力学研究显示吸附过程符合准一级动力学,吸附活化能为13.9kJ/mol。使用8%(质量分数)氯化钠和6%(质量分数)氢氧化钠混合溶液可很好地实现对树脂的脱附再生。     

聚乙烯吡啶树脂对间苯三酚的吸附性能

通过悬浮聚合的方法,合成了一种聚乙烯吡啶树脂(WH-06)。以大孔弱碱树脂D301和超高交联树脂NDA150作为参照,研究了WH-06树脂对间苯三酚的吸附性能,探讨了溶液的p H及无机盐对树脂吸附间苯三酚的影响。结果表明,WH-06树脂对间苯三酚的吸附等温线都同时满足Langmuir和Freundlich等温吸附方程,且间苯三酚在WH-06树脂上的吸附是一放热过程,能够自发进行,无机盐对WH-06吸附间苯三酚几乎无影响。     

NKA-Ⅱ型树脂对邻氯苯甲酸的吸附研究

研究了NKA—Ⅱ型大孔吸附树脂对邻氯苯甲酸的吸附行为,考察了吸附时间、流速、温度等因素对树脂吸附一脱附的影响。结果表明,NKA-Ⅱ型大孔吸附树脂对邻氯苯甲酸有较好的吸附一脱附性能,符合Langmuir吸附模型。在最优工艺条件下,水样经固定床吸附处理后,邻氯苯甲酸浓度从2000mg／L降至30mg／L,COD从3000mg／L降至50mg／L以下。该技术为邻氯苯甲酸废水的治理和资源化提供了实用依据。     

EDTA对氨基磷酸树脂去除水中Cu(Ⅱ)性能的影响

乙二胺四乙酸(EDTA)是一种强络合剂,在化学镀铜工艺中广泛使用,并导致镀铜废水中含有一定量的EDTA。氨基磷酸树脂(APAR)吸附法被广泛应用于含铜工业废水治理。为优化该方法,研究不同EDTA/Cu(摩尔比)、pH、钠离子、钙离子浓度下EDTA对APAR去除铜离子性能的影响。溶液中EDTA浓度增加导致APAR去除Cu(Ⅱ)能力下降;pH=5时,EDTA对APAR除Cu(Ⅱ)性能的影响较小;EDTA对树脂除铜性能的削弱不受溶液中离子强度变化或Ca2+存在的影响。红外光谱分析表明,有一部分EDTA-Cu络合物被吸附到树脂内部。     

离子交换树脂处理二甲胺废水的研究

通过ZGSPC106型树脂对水中二甲胺(DMA)的静态吸附、动态吸附和解吸试验,探讨了溶液pH、初始浓度、温度和流速等对树脂吸附DMA的影响以及合适的再生条件。结果表明,该树脂对DMA有较强的吸附能力,293K下树脂的静态饱和吸附量为138.89mg/g;动态吸附试验表明,进液流速为20mL/min较为适宜;以2mol/L的HCl溶液为洗脱剂,在洗脱流速为10mL/min条件下,4倍树脂体积的HCl溶液对饱和树脂的洗脱率达90%以上;该树脂具有良好的稳定性,可多次重复利用。     

硝基苯废水的治理

叙述了用苯萃取法和树脂吸附法治理硝基苯废水。萃取法研究了萃取次数对治理的影响,用苯进行二次萃取可达到排放标准。树脂吸附法研究了不同树脂、不同ｐＨ值、不同脱附剂对治理效果的影响;Ｈ－１０３树脂吸附性能比ＣＨＡ－１１１树脂好;酸性条件下吸附性能较碱性条件好;甲醇脱附性能较好,丙醇次之,工业酒精、氢氧化钠脱附性能较差。     

硝基修饰的超高交联树脂对酚类化合物的吸附研究

对超高交联聚苯乙烯树脂进行硝基修饰,制得硝基修饰超高交联聚苯乙烯树脂JN-5(简称JN-5).JN-5树脂具有比表面积高、亲水性强等优点.对酚类化合物在水溶液中进行静态吸附研究,平衡吸附试验数据和吸附热力学计算结果都表明,JN-5对4种酚类化合物(对甲基苯酚、苯酚、对氯苯酚、对硝基苯酚)的吸附性能优于大孔吸附树脂XAD-4.这主要得益于JN-5的高比表面积和丰富的微孔结构.动态小柱吸附试验中,在流速4.77mL/h、303K的条件下,JN-5对苯酚的穿透吸附量为2.43mmol/g,总吸附量为3.26mmol/g,吸附后的树脂能用8%(质量分数)的NaOH溶液完全洗脱.     

木质素离子交换树脂对重金属离子的吸附效能

以木质素磺酸钙为反应单体,采用溶液聚合法制备了木质素离子交换树脂,对其进行了SEM电镜表征及吸附性能研究。结果表明:制备的木质素离子交换树脂依靠其表面可电离的磺酸基、羟基和羧基等多种交换基团实现对重金属离子的选择性吸附;当反应温度为25℃时,其对Cd~(2+)具有很好的吸附效果,吸附量可达到92.15 mg·g-1;在相同的实验条件下,树脂对Cu~(2+)、Cd~(2+)和Ni~(2+)的吸附效能为Cd~(2+)Ni~(2+)Cu~(2+);SEM电镜扫描结果显示:木质素离子交换树脂表面光滑致密,无明显的物理结构孔,属于凝胶型离子交换树脂。