皮膠原基氟吸附劑的制備及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、針對鈾純化轉(zhuǎn)化過程中廢液氟污染最小化新材料制備關(guān)鍵技術(shù)問題，以來源廣泛、成本低廉的制革副產(chǎn)物皮革邊角廢料為原料，對其改性后制備出負(fù)載鋯(ZHGLW)以及負(fù)載鋯并羧化(ZCGLW)的兩種粒狀吸附材料，系統(tǒng)研究了這兩種新型皮膠原基吸附材料對氟離子的靜態(tài)吸附特性、吸附機理；以 ZC GLW吸附材料為吸附柱填料，研究其對氟離子的動態(tài)吸附特性；采用SEM-EDX、XPS、FTIR等研究了ZHGLW的改性與吸附機理；最后探討了 ZC GLW吸附材料

2、對氟離子的脫附再生性能。研究結(jié)果表明：
　　1、HGLW/Zr最佳質(zhì)量比為1:3；pH值對 F-的吸附影響較為顯著，最優(yōu) pH為4.0；低溫更有利于氟離子吸附；ZHGLW對氟離子的吸附等溫線可以用La ngmuir模型進行更好地描述，ZHGLW對 F-的最大吸附量為30.56 mg·g-1；吸附動力學(xué)符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型。CGLW/Zr最佳質(zhì)量比為1:2；pH值對 F-的吸附影響較為顯著，最優(yōu) pH為3.0；ZCGLW對氟離子的吸

3、附等溫線可以用Langmuir模型進行更好地描述，ZCGLW對 F-的最大吸附量為33.99 mg·g-1；吸附動力學(xué)符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型。
　　2、ZHGLW制備過程中，皮革中的-CO-N H2在N aO H的作用下水解，-O H取代-N H2與-CO-結(jié)合形成-COO H，從而裸露更多的羧基。ZC GLW制備過程中，皮革中的-CO-N H2與乙醛酸中的-C HO發(fā)生反應(yīng)脫去水，形成-CO-N H=C H-C OO H，從而引入

4、更多的羧基。這些都有利于負(fù)載更多的Zr(IV)制備優(yōu)良的氟吸附劑。吸附過程中，Zr是主要的吸附活性位點，F(xiàn)-以離子交換的形式替代-COOZr-OH中的OH-與 Zr結(jié)合從而將 F-去除。
　　3、柱吸附中ZC GLW的穿透時間和耗竭時間隨流速和初始濃度的增加而顯著提前，隨填料高度的增加而顯著延后；吸附帶長度與流速滿足線性公式：δ=1.275v+4.467；不同填料高度下的實驗數(shù)據(jù)符合Bohrat–Adams模型，ZCGLW對 F-

5、的吸附容量(N0)達到2.49×104 mg·L-1，吸附帶(H0)達到3.44 cm。
　　4、NaOH和NaHCO3兩種解吸劑對 F-的脫附效果最佳，0.01 mo l·L-1的NaO H對 ZC GLW材料再生以后，對 F-的去除率可達86.29％。pH對 ZCGLW-F的氟離子脫附效果影響較為顯著，酸性條件下基本不脫附，堿性條件下，脫附率顯著增加，且 p H達到12以后，脫附率增加緩慢。對 ZC GLW材料進行吸附-脫附5