電控離子交換技術凈化水體中鉛、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)的重金屬處理技術只是將污染物從一相轉移到另一相，未從根本上解決重金屬的回收和污染問題。清潔安全的電化學處理技術在近年來受到人們的關注。電化學控制離子交換(Electrochemically Switched Ion Exchange，ESIX)是電化學與離子交換相結合的新型離子分離技術，通過電化學方法調節(jié)導電基體上電活性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再生，消除了傳統(tǒng)離子交換技術在化學再生過程中產生的二次污染問題，因其環(huán)境友好性在廢水處理及水質凈化領域具有良好的應用前景而逐漸成為備受關注的熱點問題。本文分別以NiHCF和PANI-SnP為ESIX膜電極，在兩種薄膜的電化學性質研究的基礎上，將ESIX技術用于水體中重金屬鉛、鎘離子的電化學去除及回收進行了有益的嘗試。
　　 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)伏安法調節(jié)膜電極的氧化還原電位考察其活性和可逆性，并結合電化學石英晶體微天平(EQCM)技術分析了離子的交換機制，同時比較了Co(NO3)2和Ni(NO3)2溶液中NiHCF膜電極的電化學行為；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復合膜的電化學行為，并結合電化學石英晶體微天平(EQCM)技術重點考察了PANI-SnP復合膜的離子交換機制；通過X射線能譜儀(EDS)和X射