论文部分内容阅读
本论文采用水溶性的硫杂杯芳烃超分子受体化合物作为活性组分,将其通过静电作用结合到D201阴离子树脂载体上,制备成一种新型的环境吸附材料——硫杂杯芳烃改性树脂。通过红外谱图分析证明了硫杂杯芳烃已被加载到阴离子树脂上,由振荡实验可说明硫杂杯芳烃不会从树脂上脱落下来,吸附实验表明硫杂杯芳烃改性树脂对重金属离子的去除效果要明显优于空白树脂。通过静态吸附实验,考察了溶液的pH值、重金属离子的初始浓度、硫杂杯芳烃改性树脂的用量、反应时间和吸附温度等因素对硫杂杯芳烃改性树脂吸附性能的影响。实验范围内的结果表明,在pH值为6.0、重金属离子的初始浓度为10mg/L、硫杂杯芳烃改性树脂的用量为4g/L以及25℃反应120min的条件下,硫杂杯芳烃改性树脂对重金属离子的吸附去除效果最好。根据软硬酸碱理论,硫杂杯芳烃改性树脂容易对Cu2+、Zn2+、Cd2+、Pb2+等软酸类重金属离子产生吸附作用,对K+、Na+、Ca2+、Mg2+等硬酸类的碱金属及碱土金属离子几乎没有结合作用。通过对复合重金属离子的吸附实验,发现硫杂杯芳烃改性树脂对重金属离子的优先吸附规律为Cu2+>Zn2+>Cd2+>Pb2+。吸附动力学的实验表明,准二级动力学模型对吸附过程的拟合效果较好,说明化学吸附可能是反应过程的限速步骤;表观活化能的数据显示吸附过程是受扩散机理控制的;通过计算得知颗粒内扩散并不是唯一的控速步骤,整个反应过程是由多种吸附机理共同控制的。热力学吸附行为可用Freundlich等温吸附模型来解释,说明反应过程有化学吸附存在;热力学反应过程的焓变ΔH°>0证明升温对吸附有利,熵变ΔS°>0说明吸附是熵增的过程,吉布斯自由能变ΔG°<0表明该反应可自发进行,|TΔS°|>|ΔH°|揭示了吸附过程是由熵驱动的。经过多次吸附实验,初步探讨了硫杂杯芳烃改性树脂回收再生的可行性,确定硫杂杯芳烃改性树脂可进行多次循环利用。