新型雙網(wǎng)絡(luò)凝膠重金屬吸附劑的制備與應(yīng)用.pdf

1、吸附法高效經(jīng)濟(jì)，操作簡(jiǎn)單，是處理重金屬的重要手段之一。而該方法的關(guān)鍵在于原料廉價(jià)易得，處理重金屬能力強(qiáng)，吸附速率快，容易回收利用，不會(huì)造成二次污染的吸附劑。雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠是具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子聚合物，其機(jī)械性強(qiáng)，穩(wěn)定程度高，具有成為優(yōu)良吸附劑的潛力。本文采用簡(jiǎn)單的合成方法，以聚乙烯醇和丙烯酸為主要原料，在溫和的條件下合成了性能穩(wěn)定的雙網(wǎng)絡(luò)凝膠吸附劑（PVA/PAA凝膠），并用于水體中重金屬的吸附，主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下:
　　(

2、1) PVA/PAA凝膠吸附材料的表征:利用SEM表征說(shuō)明該凝膠材料內(nèi)部具有三維網(wǎng)絡(luò)多孔結(jié)構(gòu)，F(xiàn)TIR結(jié)果表明修飾后的凝膠材料中增加了大量的吸附官能團(tuán)，熱重分析說(shuō)明該凝膠在使用條件下具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，吸水溶脹、萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)等分析手段證明了凝膠的穩(wěn)定性能優(yōu)異，具有良好的機(jī)械性能。
　　(2) PVA/PAA凝膠吸附重金屬的行為及機(jī)理研究:探索了溶液環(huán)境、吸附時(shí)問(wèn)、溫度及初始濃度等對(duì)重金屬吸附的影響，結(jié)果表明:PVA/PAA凝膠可以

3、在較廣泛的pH范圍內(nèi)有效地吸附重金屬，溶液中的Na+和富里酸對(duì)吸附干擾很小;PVA/PAA凝膠對(duì)重金屬的吸附過(guò)程較快，符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型;當(dāng)Pb(Ⅱ)的濃度低于150mg/L，Cd(Ⅱ)的濃度低于100mg/L時(shí)，去除率接近100％。在等溫吸附實(shí)驗(yàn)中，最符合Langmuir吸附模型，由Langmuir模型擬合出的Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的最大吸附量分別為194.99mg/g和115.88mg/g，通過(guò)不同溫度下的吸附行為分析可知該吸附為自

4、發(fā)吸熱過(guò)程，溫度升高有利于吸附。通過(guò)XPS分析手段對(duì)PVA/PAA凝膠吸附重金屬的機(jī)理進(jìn)行了探索，結(jié)果表面吸附過(guò)程涉及到配位作用和離子交換機(jī)制，其中以氨基和羧基的配位吸附為主。
　　(3) PVA/PAA凝膠的實(shí)際應(yīng)用探索:通過(guò)選擇性吸附實(shí)驗(yàn)可知PVA/PAA凝膠對(duì)Pb(Ⅱ)具有最高的選擇吸附，其次是Cd(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)。PVA/PAA凝膠容易分離再生，經(jīng)過(guò)五次循環(huán)吸附后，對(duì)Cd(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附效率仍接近100％。通過(guò)成