有機(jī)-無機(jī)復(fù)合離子交換劑的合成及性能研究.pdf

1、工業(yè)生產(chǎn)形成的重金屬廢水，直接排放會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi)，需要對(duì)其進(jìn)行處理以脫除有毒有害的重金屬離子，并可實(shí)現(xiàn)有價(jià)金屬和水資源回用利用。本課題著眼于電解錳工業(yè)的含錳廢水和電池工業(yè)的含鉛廢水兩個(gè)體系，合成新型離子交換劑，分別應(yīng)用于含錳廢水錳資源回用中鈣離子的去除和含鉛離子廢水中鉛離子的脫除處理。
　　利用響應(yīng)曲面方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，以對(duì)鈣離子的交換性能為評(píng)價(jià)指標(biāo)，最終確定了幾種焦磷雜多酸鹽的最佳合成條件。測試了在最優(yōu)條件下合成

2、的五種焦磷雜多酸鹽對(duì)鈣離子的離子交換容量、交換速率和在含錳廢水中對(duì)鈣離子的選擇性，并與兩種鈣分子篩進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明焦磷鎢酸鋯具有比較好的鈣離子交換性能。
　　借助傅里葉變換紅外光譜儀、掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、熱分析儀和全自動(dòng)比表面積及孔隙度分析儀等測進(jìn)行了焦磷鎢酸鋯（ZWPP）的表征，并最終確定了其經(jīng)驗(yàn)式，結(jié)果表明焦磷鎢酸鋯是一種由納米顆粒構(gòu)成的、有一定無定形特征的微晶介孔材料，BET比表面積和孔分布在離子交換前后發(fā)生改變

3、，但微晶結(jié)構(gòu)沒有改變。
　　鈣離子交換過程的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)研究表明，焦磷鎢酸鋯具有良好的交換動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，離子交換過程符合準(zhǔn)二級(jí)、Boyd動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir單分子層吸附模型。
　　通過直接共混復(fù)合法制備了焦磷鎢酸鋯-聚苯乙烯（ZWPP-PS）復(fù)合型離子交換劑，測試了其在含錳廢水中對(duì)鈣離子的選擇性，以及電池工業(yè)廢水中鉛離子的選擇性,考察了溶液初始濃度、pH值、交換劑用量和接觸時(shí)間對(duì)鉛離子去除效果的影響，并對(duì)離子交換過程