電控離子交換技術(shù)凈化水體中鉛、鎘的研究.pdf

1、由于重金屬對環(huán)境及人體健康的危害而引起各國的普遍重視，傳統(tǒng)的重金屬處理技術(shù)只是將污染物從一相轉(zhuǎn)移到另一相，未從根本上解決重金屬的回收和污染問題。清潔安全的電化學(xué)處理技術(shù)在近年來受到人們的關(guān)注。電化學(xué)控制離子交換(Electrochemically Switched Ion Exchange，ESIX)是電化學(xué)與離子交換相結(jié)合的新型離子分離技術(shù)，通過電化學(xué)方法調(diào)節(jié)導(dǎo)電基體上電活性ESIX膜的氧化/還原狀態(tài)來控制離子的置入與釋放，從而使溶液

2、中的離子得到分離并使膜得到再生。由于ESIX過程的主要推動力是電極電位，離子交換基體無需化學(xué)再生，消除了傳統(tǒng)離子交換技術(shù)在化學(xué)再生過程中產(chǎn)生的二次污染問題，因其環(huán)境友好性在廢水處理及水質(zhì)凈化領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景而逐漸成為備受關(guān)注的熱點問題。本文分別以NiHCF和PANI-SnP為ESIX膜電極，在兩種薄膜的電化學(xué)性質(zhì)研究的基礎(chǔ)上，將ESIX技術(shù)用于水體中重金屬鉛、鎘離子的電化學(xué)去除及回收進(jìn)行了有益的嘗試。
　　 采用陰極電沉積

3、方法制備了電活性NiHCF薄膜，考察了薄膜在含Pb2+溶液中的電控離子交換性能。在0.1 mol/L的Pb(NO3)2溶液中，通過循環(huán)伏安法調(diào)節(jié)膜電極的氧化還原電位考察其活性和可逆性，并結(jié)合電化學(xué)石英晶體微天平(EQCM)技術(shù)分析了離子的交換機(jī)制，同時比較了Co(NO3)2和Ni(NO3)2溶液中NiHCF膜電極的電化學(xué)行為；在0.1 mol/L [Pb(NO3)2+Co(NO3)2]和0.1 mol/L [Pb(NO3)2+Ni(NO

4、3)2]兩組混合溶液中，通過循環(huán)伏安法分析了薄膜對Pb2+/Co2+離子和Pb2+/Ni2+離子的選擇性；并通過X射線能譜儀(EDS)分別測定了膜在氧化和還原狀態(tài)下的元素組成。結(jié)果表明，電活性NiHCF膜在含Pb2+、Co2+和Ni2+溶液中均具有可逆的離子交換行為，對Pb2+離子的選擇性高于Co2+和Ni2+離子，通過電控離子交換方法可以使Pb2+離子從廢水中得到有效分離。
　　 采用滴涂法在鉑基體上制備了電活性PANI-Sn

5、P復(fù)合膜，考察了薄膜在含Ni2+、Cd2+溶液中的電控離子交換性能。用傅立葉變換紅外光譜(FTIR)和掃描電鏡(SEM)研究了復(fù)合膜組成及表面形貌；通過循環(huán)伏安法分別在0.1 mol/L的Ni(NO3)2、Cd(NO3)2溶液中可逆置入和釋放重金屬離子，比較了PANI膜、SnP膜及PANI-SnP復(fù)合膜的電化學(xué)行為，并結(jié)合電化學(xué)石英晶體微天平(EQCM)技術(shù)重點考察了PANI-SnP復(fù)合膜的離子交換機(jī)制；通過X射線能譜儀(EDS)和X射