聚季铵盐强化超滤分离钼(VI)和钨(VI)的研究

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本文研究聚电解质强化超滤技术,以聚季铵盐-6(PQ6)络合金属钼(VI)和钨(VI),通过聚砜中空纤维超滤膜实现分离。在研究PQ6络合钼(VI)和钨(VI)的理论基础上,系统探讨PQ6强化超滤恒容过程,进一步考察浓缩、解离、洗涤行为以及聚合物的再生,以此为基础,研究钼(VI)和钨(VI)的选择性分离特性。1.对钼(VI)和钨(VI)的络合模型进行理论研究,发现Freundlich模型符合该络合体系。对PQ6在不同操作条件下的络合容量进行测定,研究了操作压力、负载比(PMMR)、pH值、运行时间和外加盐Cl-和SO42-浓度分别对钼(VI)截留系数(RMo)和钨(VI)的截留系数(RW)的影响。结果表明:当pH在3-9的范围内,操作压力从15kPa增大到75kPa,RMo和RW基本不变;钼(VI)和钨(VI)的最佳PMMR分别为7和3,PQ6对钼(VI)和钨(VI)的络合容量分别为7mg PQ6/mg Mo(VI)、3mg PQ6/mg W(VI);随着运行时间的延长,RMo和RW逐渐增大至不变,络合-超滤过程达到平衡的时间为20min;不同pH下, RMo和RW随Cl-和SO42-浓度的增加急剧下降。2.研究操作压力、PMMR、pH值、运行时间和外加盐Cl-和SO42-浓度分别对钼(VI)络合体系膜通量(JMo)和钨(VI)络合体系膜通量(JW)的影响,发现:随操作压力从15kPa增大到75kPa,JMo和JW呈线性递增;随着PMMR的增大,JMo和JW均有轻微下降;pH在3-9的范围内,pH值的改变不影响JMo和JW;随着运行时间的延长,JMo和JW略微下降;不同pH下,JMo和JW都不受Cl-和SO42-浓度的影响。3.在pH=7条件下,研究钼(VI)和钨(VI)的浓缩、解离、洗涤行为和聚合物的再生过程,结果表明:RMo、RW、渗透液钼(VI)浓度(Cp,Mo)和渗透液钨(VI)浓度(Cp,W)都不随浓缩因子(VCF)的变化而改变,RMo和RW约为1,Cp,Mo和Cp,W均为0.04mg/L,截留液钼(VI)浓度(Cr,Mo)和截留液钨(VI)浓度(Cr,W)均随VCF的增加呈线性递增,当VCF=16时,Cr,Mo、Cr,W分别从初始的20mg/L、20mg/L增大到317.5mg/L和316.5mg/L,JMo和JW的衰减缓慢,下降幅度大约为15%;解离过程需要在NaCl溶液环境中进行,当NaCl浓度为50mg/L,络合物达到解离平衡的时间约为6min,JMo和JW基本不变,钼(VI)和钨(VI)络合物的解离效率分别为55.7%和56.1%;洗涤过程中不断加入50mg/LNaCl溶液,当渗滤体积达到7L时钼(VI)和钨(VI)的洗脱效果明显,JMo和JW基本不变;再生的PQ6对钼(VI)和钨(VI)络合的络合容量分别为新鲜PQ6相应络合容量的92.1%和93.8%,实现了PQ6的有效回收。4.考察各种操作参数对钼(VI)和钨(VI)二元混合体系选择性分离系数(S)的影响,进一步研究该混合体系的选择性分离浓缩过程,发现S不受pH值变化的影响;随溶液PMMR值的增大,S明显增大;混合体系的浓缩过程中,两种金属离子在一定程度上实现了分离,随VCF的增大,混合体系膜通量略有下降,在选定操作参数下,RW非常接近于l而RMo很低。
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