D463树脂对废水中镍-氨络合离子的吸附性能与机理研究.pdf

第 32卷第6期 离 子 交 换 与 吸 附 ·555· 离子交换与吸附，2016，32(6)：555～567 10N EXCHANGEANDADSORPTION 文章编号 ：1001—5493(2016)06．0555．13 doi：10．16026~．cnki．iea．2016060555 D463树脂对废水中镍一氨络合离子的吸附性能与机理研究 韦蒙蒙 刘福强 赵 伟 凌 晨 张艳红 朱长青 李爱民 污染控制与资源化国家重点实验室，南京大学环境学院，南京 210046 摘要：优选亚氨基二乙酸螯合树脂D463，系统考察了其对废水中镍．氨络合离子的吸附性能与 机理。研究表明，镍离子吸附量随氨浓度升高而先升高后降低；采用 Langmuir等温方程获得 的镍离子最大吸附量为2．206mmol／g；氨与镍离子分别在 120min和500min左右达到吸附平衡， 准一级动力学方程和准二级动力学方程均可对镍离子的动力学曲线进行较好的模拟，氨和镍离 子吸附量比随时间的进行先增大后减小。结合液相形态以及固相FT-IR和XPS分析，推测镍一 氨双组份的吸附过程存在竞争与促进的交互作用：碱性体系中氨与镍离子形成阳离子络合物， 促进镍离子的吸附，过量氨与镍离子竞争相同的树脂吸附位点，表现为相互抑制作用，但游离 镍离子与树脂的螯合作用更具优势。该树脂对重金属的吸附回收具有广谱性。镍．氨和铜．氨体 系动态吸附曲线表明镍离子和铜离子的穿透点分别为 260BV和 520BV，且 1BV 12％硫酸和 1BV的水可彻底再生 D463，证明D463在含高氨废水中分离回收重金属离子方面具有广阔的 应用前景。 关键词：螯合树脂；镍离子；氨；络合废水；吸附性能 中图分类号：0647．3 文献标识码 ：A 1前 言 电镀行业 中，常用氨作为重金属镀液的配位剂和添加剂，它可实现镀层更加均匀、光 亮，且以碱性含氨镀液均镀能力好，镀层较优。电镀清洗过程及 电镀废液会产生大量高氨 重金属废水[1～1。印刷 电路板 (PCB1蚀刻液尤其是碱性蚀刻液中，氨的作用不可或缺，应 用广泛，随着碱性蚀刻液的报废，都会产生高氨重金属废水3【4】。此类废水成分复杂，重金 属形态多样，具有致癌等特点5【】。随着电镀废水中重金属排放标准的提升 (GB21900—2008 表 3)，重金属如铜镍的排放标准分别为 0．5mg／L和 0．1mg／L，此类废水中重金属的分离回 收尤为迫切 。 收稿 日期：2o16年4月 8日 项 目基金：淮河流域 (蚌埠段．洪泽湖上游)工业和城市污水毒害污染物综合控制研究与示范课题 (2014ZX07204—008)． 作者简介 ：韦蒙蒙(1989~)，男，河南省人，在读研究生． ” 通讯联系人：E-mail：jogia@163．com IonExchangenadAdsorption 2016年 12月 重金属一氨络合废水中重金属离子的回收方法主要包括混凝沉淀法 7【J、膜法L8J、萃取 法[9-10]、电化学法[11-12]、吸附法 等，然而这些方法仍存在诸多缺陷，例如沉淀法 由于氨 与重金属离子的络合作用难以有效去除重金属离子，萃取法会产生大量危废造成二次污 染，电化学法和膜法处理费用高。吸附法因简便可靠、资源易回收等特性，近年来倍受重 视、广为应用 。 本文以镍氨络合废水为代表，优选亚氨基二乙酸螯合树脂D463，研究了不同pH值、 氨浓度、吸附时间等因素对其吸附回收镍离子的影响规律，并结合镍离子液相形态以及树 脂理化结构，阐明了其对镍离子的吸附分离机制。 2实验部分 2．1 实验药品与仪器 BS224S电子天平 (梅特勒一托利多仪器有限公司)、PHS．3C型pH计 (上海精密科学仪 器有限公司)、THZ．82恒温振荡箱 (精达仪器制造有限公司)、DZG．6021型真空干燥箱 (上 海古北仪器厂)、TAS一900原子吸收光谱仪 (AAS，岛津有限公司)、Nicolet170SX型傅里 叶红外光谱仪 (FT-IR，美国