新型雙網絡凝膠重金屬吸附劑的制備與應用.pdf

1、吸附法高效經濟，操作簡單，是處理重金屬的重要手段之一。而該方法的關鍵在于原料廉價易得，處理重金屬能力強，吸附速率快，容易回收利用，不會造成二次污染的吸附劑。雙網絡水凝膠是具有三維網絡結構的高分子聚合物，其機械性強，穩(wěn)定程度高，具有成為優(yōu)良吸附劑的潛力。本文采用簡單的合成方法，以聚乙烯醇和丙烯酸為主要原料，在溫和的條件下合成了性能穩(wěn)定的雙網絡凝膠吸附劑（PVA/PAA凝膠），并用于水體中重金屬的吸附，主要研究內容和結果如下:
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2、1) PVA/PAA凝膠吸附材料的表征:利用SEM表征說明該凝膠材料內部具有三維網絡多孔結構，F(xiàn)TIR結果表明修飾后的凝膠材料中增加了大量的吸附官能團，熱重分析說明該凝膠在使用條件下具有較好的化學穩(wěn)定性，吸水溶脹、萬能試驗機等分析手段證明了凝膠的穩(wěn)定性能優(yōu)異，具有良好的機械性能。
　　(2) PVA/PAA凝膠吸附重金屬的行為及機理研究:探索了溶液環(huán)境、吸附時問、溫度及初始濃度等對重金屬吸附的影響，結果表明:PVA/PAA凝膠可以

3、在較廣泛的pH范圍內有效地吸附重金屬，溶液中的Na+和富里酸對吸附干擾很小;PVA/PAA凝膠對重金屬的吸附過程較快，符合一級動力學模型;當Pb(Ⅱ)的濃度低于150mg/L，Cd(Ⅱ)的濃度低于100mg/L時，去除率接近100％。在等溫吸附實驗中，最符合Langmuir吸附模型，由Langmuir模型擬合出的Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的最大吸附量分別為194.99mg/g和115.88mg/g，通過不同溫度下的吸附行為分析可知該吸附為自

4、發(fā)吸熱過程，溫度升高有利于吸附。通過XPS分析手段對PVA/PAA凝膠吸附重金屬的機理進行了探索，結果表面吸附過程涉及到配位作用和離子交換機制，其中以氨基和羧基的配位吸附為主。
　　(3) PVA/PAA凝膠的實際應用探索:通過選擇性吸附實驗可知PVA/PAA凝膠對Pb(Ⅱ)具有最高的選擇吸附，其次是Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)。PVA/PAA凝膠容易分離再生，經過五次循環(huán)吸附后，對Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附效率仍接近100％。通過成