典型IDA螯合树脂对Cu(Ⅱ)与Cd(Ⅱ)的竞争吸附行为研究.pdfVIP

中国化学会第l5届反应性高分子学术讨论会 A一26 李兰娟刘福强。荆晓生凌盼盼 污染控制与资源化研究国家重点实验室，南京大学环境学院，南京210093 重金属是电镀、冶金、采矿、化工等众多行业废水中的主要污染物之一…。重金属污染 物不能被自然降解。在地面水、地下水等水环境中迁移并通过七壤、生物体不断转化羊f}积累。 对生态环境的危窖极大，其污染范围广、持续时间长，并最终通过食物链传递危及人类健康。 吸附法是重金属污染的控制与资源化技术主要方法之一。在众多吸附材料中螯合树脂因与金 属离子结合能力强、选择性高、吸附量大、易于再生利用等特点而被广泛应用于金属离子的 预富集、分析、分离回收等方面f213J。大量研究证明，含皿氨基二乙酸基团的IDA螯合树脂 可通过基团中氮氧原子的孤对电子与多种露金属形成稳定的整合结构．对于过渡金属离子的 选择性大大优于碱金属f4≯】。 目前关丁．单组分水溶液中金属离子的吸附容量、热力学、吸附动力学等方面已有犬媸报 道{6_8l，但对于多组分溶液的共存金属离子的吸附行为研究较少。由r丁．多种行业废水中通常 下的吸附行为具有重要意义：本文研究了自合成IDA螯合树脂NDC702【9l对工业废水中常见 的两种主控重金属Cu(II)和Cd(II)的竞争吸附特性，进一步探求该树脂对两种金属离子的 选择分离性能。 1实验部分 1．1树脂对cu(II)和Cd(II)等温平衡吸附实验 称取16份0。loog树脂分别置于锥形瓶中，分别加入100mL浓度为O．5mmo】几， 1．0mmol／L，2．0mmo儿，5，0mmol／L的双组份重金属溶液，303K下于恒温振荡器中以180r／min 的转速振荡24h，采用AAS测定吸附质的平衡浓度ce(mmol门L)。平衡吸附量计算公式为： 幺=(c0一Ce)×刃矽 (1) 附质初始浓度(mmol／L)，y溶液体积(L)，∥树腊重量Q)。 1．2树脂对Cu(II)和Cd(II)动力学吸附实验 l：1)的重金属离子溶液中，控制温度为303K，采用搅拌器连续搅拌。每隔一段时间(1min， QI=(co—ct)x朋矿 (2) 其中，Qt为f时刻吸附量(mmol／g)，G为f时刻溶液中吸附质浓度(mmol／L)。 · CorI伪pondingautllor：Fuqi明譬Liu，Ema玎add嘲s：j雌ia@163，∞m ·7l· 中国化学会第15届反应性高分子学术讨论会 2结果与讨论 2．1树脂的表征 表l NDC702树脂元素分析结果 由表l可知，树脂中N、O两种元素摩 尔含量之比接近l：4。树脂的红外谱图中， 在2854~3400cm以出现羧羟基吸收带，在 1630cm“、1730cm以左右出现C；O吸收峰， 在1390cm一左右出现C．O吸收峰，在 1220cm以左右处出现C．N伸缩振动吸收峰。 由此证明树脂中含有砸氨基二乙酸基团。 2．2 Cu(II)／Cd(II)双组分吸附等温线 当Cu(IJ)初始浓度浓度一定时，树脂对 图l树脂NDc702红外谱图 高达106。在Cd(II)浓度一定时，树脂对Cu(11)的吸附量也随着初始浓度的增加丽增加； 当Cd(II)初始浓度为5mmo儿、Cu(II)为0．5mmol／【。时，分离系数衄山cd高达134，同样表 现出较好的除铜效果。 分别采用Nonmodified Langmuir模型、EXtendedLangmuir模型及ModifiedLangmuir模 Langmujr方程拟合效果较好，这主要是由于ModifiedLangmuir方程中引入了相互作用因予 制效应尤为显著，这与吸附量比较规律一致。 与单组分吸附动力学规律一致，双组分条件下，随初始浓度增加吸附速率加快，且cu(H) 组分中Cd(II)吸附均在6h以后逐渐达到平衡，与单组分溶液的平衡时间相近；对Cu(II)的 吸附在600min左