選擇性吸附去除硅酸的研究.pdf

1、硅垢是水體中的硅酸發(fā)生聚合反應(yīng)或與金屬離子反應(yīng)形成溶解度很低的沉淀。在水利用系統(tǒng)中，硅垢易附著在設(shè)備內(nèi)壁和膜表面，堵塞管道和膜，減小流速，導(dǎo)致導(dǎo)熱不均勻，嚴(yán)重影響設(shè)備的正常運(yùn)行，給工業(yè)生產(chǎn)帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失與安全隱患。減小水體中的硅酸含量是防止硅垢形成的根本方法，工藝上常用離子交換法去除硅酸。溶解態(tài)的硅酸在水體中多以離子和分子的形式存在，離子交換法只能去除水體中的離子態(tài)硅酸，對分子態(tài)的硅酸處理效果不佳。因此，本研究用沒食子酸(GA)對離子

2、交換樹脂進(jìn)行接枝改性處理，以期實(shí)現(xiàn)對不同形態(tài)硅酸的去除目的。本文對普通的OH型離子交換樹脂接枝GA，考察了溶液pH、離子強(qiáng)度和GA濃度變化對接枝量的影響，確定了GA的最佳接枝條件。為研究GA型樹脂對硅酸的吸附性能，對比了改性后的GA型與普通OH型樹脂對硅酸的吸附效果，初步探討了硅酸與GA的反應(yīng)機(jī)理，并研究了溶液中共存陰離子對GA型樹脂吸附硅酸的影響。利用不同的吸附等溫模式、吸附動(dòng)力學(xué)模式和吸附熱力學(xué)對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，研究GA型樹脂對硅

3、酸的吸附機(jī)理。為探討改性樹脂的重復(fù)利用性，研究了不同洗脫液對吸硅GA型樹脂的脫附效果，確定最佳洗脫液，同時(shí)對GA型樹脂對硅酸的循環(huán)吸附去除效果做出了綜合評價(jià)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴普通的OH型樹脂可以接枝GA，且其最佳接枝條件為:溶液pH為6-7之間、離子強(qiáng)度為零、GA濃度為2.5 g/L，最大接枝量為340.3mg/g。⑵GA型樹脂對溶液中可溶性的硅酸（分子態(tài)和離子態(tài)）都有一定的吸附性，溶液pH變化對GA型樹脂吸附硅酸無明

4、顯影響，且不同pH條件下GA型樹脂對硅酸的去除率和吸附量均遠(yuǎn)大于OH型，是OH型的30倍。⑶GA型樹脂對硅酸具有較高的選擇性吸附。低濃度的共存陰離子不影響GA型樹脂對硅酸的吸附，陰離子濃度升高時(shí)會降低GA型樹脂對硅酸吸附量，且多種陰離子共存對吸附量的影響要大于單一陰離子的存在。⑷GA型樹脂對硅酸的飽和吸附量為6.471 mg/g（以Si為計(jì)），吸附量遠(yuǎn)大于OH型樹脂，且受水環(huán)境要素的影響較小。吸附過程更符合Temkin吸附等溫模式和準(zhǔn)二