樹脂基水合氧化鐵的合成、表征及對砷的吸附性能研究.pdf

1、本文基于水合氧化鐵（hydrated ferrous oxide，簡稱HFO）的固載研究，以水體中砷的深度凈化與水質(zhì)安全控制為研究目標(biāo)，提出并系統(tǒng)優(yōu)化了靜態(tài)法制備載氧化鐵復(fù)合樹脂（聚苯乙烯二乙醇胺樹脂基水和氧化鐵，Hydrated Ferrous Oxide-Loaded Polystyrene Diethanolamine Resin，簡稱PDR-HFO）的新技術(shù)，并對復(fù)合樹脂除砷的吸附和解吸再生基本性能及潛在機理進行了系統(tǒng)研究，主要

2、結(jié)果如下：
　　通過利用二乙醇胺改性聚苯乙烯N201×7陰離子交換樹脂螯合Fe（III）成功合成了新型樹脂基水和氧化鐵復(fù)合吸附劑，研究發(fā)現(xiàn) N201×7陰離子交換樹脂較D301陰離子交換樹脂改性合成的復(fù)合吸附劑有更好的吸附容量值；在一定的反應(yīng)時間條件下，合成過程中隨著 FeCl3的溶液濃度的增大，合成的復(fù)合材料中水合氧化鐵的含量逐漸增加，最大可達2.4％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）；FeCl3的溶液濃度一定時，反應(yīng)時間達8 h以上時，水合氧化鐵含

3、量保持穩(wěn)定；在298 K-313 K范圍內(nèi)，溫度對復(fù)合樹脂制備的靜態(tài)吸附過程影響不大，吸附容量變化不大，因此一般在常溫下進行吸附反應(yīng)即可；
　　通過對復(fù)合材料除砷的吸附及解吸再生性能研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)合材料吸附砷的最適pH范圍為5-9，過酸或過堿均將導(dǎo)致其吸附容量的下降；常溫下復(fù)合材料對砷的吸附等溫式符合Freundlich公式，可以表示為：qe=0.238Ce0.575，相關(guān)系數(shù)R2=0.998；復(fù)合材料隨著溫度的升高吸附反應(yīng)速率吸附

4、容量均變大；常溫下，60 min復(fù)合材料對砷的吸附即可達到平衡，其吸附動力學(xué)符合偽二級動力學(xué)方程，可以表示為：t/qt=0.9922+0.2675 t，相關(guān)系數(shù)R2=0.994；
　　固定床試驗中，試驗進水CTAs=12.85 mg/L，當(dāng)流速較大時，流量195 BV（BV，床體積，1 BV=27 ml）時，出水濃度超過0.01 mg/L，415 BV時達到吸附飽和，工作層與飽和層移動速率快且出水砷濃度不太穩(wěn)定，吸附性能不佳；試驗

5、進水CTAs=0.502 mg/L，流速為10 BV/h、15 BV/h時，出水砷濃度穩(wěn)定在上升，流量450 BV時出水濃度大于0.01 mg/L，工作層移動速率緩和，復(fù)合材料表現(xiàn)出較好的吸附性能；利用10%（v/v）HCl解吸再生后，再生率可達96%以上，再生流速7 BV/h時，解吸液用量為300 ml；通過兩種不同濃度進水吸附飽和的復(fù)合材料經(jīng)解吸后解吸液砷濃度可達326.78 mg/L、78.69 mg/L，富集濃度可達25.43倍