EDTMPA-TBOT-PVDF分離膜的制備及其吸附鎳離子的研究.pdf

1、本課題以乙二胺四亞甲基膦酸(EDTMPA)、鈦酸丁酯(TBOT)和聚偏氟乙烯(PVDF)為主要試劑，應(yīng)用物理共混/相轉(zhuǎn)移技術(shù)，制備了EDTMPA-TBOT/PVDF分離膜，即改性PVDF分離膜，利用正交實(shí)驗(yàn)確定了最佳試劑配比，開(kāi)展其吸附去除廢水中鎳離子的研究，并測(cè)試了其動(dòng)態(tài)吸附穿透曲線。應(yīng)用SEM、EDS、XPS、FTIR、NMR、TG和XRD等技術(shù)表征了改性PVDF分離膜的物理表觀形態(tài)性能以及化學(xué)構(gòu)成，有效官能基團(tuán)等；測(cè)定了改性PVD

2、F分離膜的零電荷電位點(diǎn)、離子交換容量、孔隙率、含水率與純水通量。
　　課題實(shí)施中，研究了pH值、溫度、時(shí)間和初始濃度對(duì)改性膜吸附Ni(Ⅱ)的特性影響進(jìn)而開(kāi)展改性膜吸附Ni(Ⅱ)的性能研究；探討共存陽(yáng)離子Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Ca(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)，共存絡(luò)合劑EDTA、NTA和Citrate對(duì)吸附性能影響，開(kāi)展了吸附動(dòng)力學(xué)模型、等溫吸附模型和熱力學(xué)參數(shù)的研究，評(píng)價(jià)了改性PVDF分離膜的再生性能；分析了動(dòng)態(tài)流速和膜厚度對(duì)改性膜吸附性

3、能的影響，解析了其動(dòng)態(tài)穿透曲線。
　　研究結(jié)果表明，多氨基多膦酸螯合官能基團(tuán)被成功共混于改性PVDF分離膜中，其物理化學(xué)性能良好，改性PVDF膜的零電荷電位點(diǎn)為5.4，離子交換容量為0.60mmol/g；共存陽(yáng)離子對(duì)改性膜吸附能力的影響順序大小為：Pb(Ⅱ)>Cd(Ⅱ)>Ca(Ⅱ)>Fe(Ⅲ)，絡(luò)合劑對(duì)改性膜的影響次序?yàn)镋DTA>NTA>Citrate；吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，吸附等溫模型符合Langmiur方程，D-

4、R擬合表明吸附為離子交換反應(yīng)；熱力學(xué)參數(shù)ΔG0<0、ΔH0<0、ΔS0>0，表明該吸附過(guò)程為自發(fā)放熱反應(yīng)；吸/脫附實(shí)驗(yàn)表明改性PVDF分離膜具有良好的再生利用性能。動(dòng)態(tài)吸附測(cè)試結(jié)果表明：隨流速增大，溶液在膜堆中存在的時(shí)間越短，造成改性PVDF分離膜的吸附飽和時(shí)間增長(zhǎng)；膜堆厚度增加時(shí)，改性PVDF分離膜吸附平衡時(shí)間增長(zhǎng)。BDST方程能較好描述改性PVDF分離膜動(dòng)態(tài)吸附Ni(Ⅱ)的穿透過(guò)程；陽(yáng)離子共存時(shí)，Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Ca(Ⅱ)、