论文部分内容阅读
课题详细研究了一种由实验室研发并已实现工业化生产的羧酸型弱酸纤维应用于处理含镍废水的各方面工艺参数:(1)静态条件下，当溶液中镍浓度在100mg/L以上时，钠型羧酸纤维对Ni2+的平衡吸附量可达120mg/g以上，20min可达平衡吸附量的一半，吸附过程可用准二级动力学模型和液膜扩散控制模型较好地模拟，说明纤维对Ni2+的静态吸附为液膜控制。温度、溶液初始浓度和pH值的提高都使纤维对Ni2+的平衡吸附量增大，其中以pH值的影响最为显著。(2)自配NiSO4溶液过柱吸附完全饱和吸附量①达到约110mg/g，完全饱和吸附量受流速和原水浓度影响不大，但穿透吸附量②受流速影响明显，应用Wolborska模型、Bohart-Adams模型、Thomas模型和Yan模型对吸附结果进行模拟，Yan模型能够较好地模拟其出水曲线并计算饱和吸附量。(3)废水经柱吸附后出水中Ni2+浓度可达0.5mg/L以下;在Ni2+浓度、流速和过柱体积等条件相近情况下，由于实际废水中杂质金属离子的存在，纤维对实际废水的吸附效果明显差于对自配NiSO4溶液的吸附效果，通过延长吸附时间纤维对实际废水中Ni2+吸附量缓慢增大.(4)纤维吸附的Ni2+可以用盐酸完全洗脱，洗脱液中Ni2+的浓度最大达到26.67g/L，但无法通过改变盐酸流速或浓度实现在洗脱过程中将Ca2+、Mg2+和Ni2+分开。(5)纤维经200次重复使用后穿透和饱和吸附量③都明显增大，相关纤维的元素组成和交换容量数据说明羧酸纤维可能发生了残余腈基的水解和其它一些理化结构的变化。
课题以腈纶纤维为基体经胺化和羧甲基化制各亚胺二乙酸型螯合纤维。以乙二胺作为胺化试剂，当腈纶纤维直接和乙二胺反应时，胺化纤维机械强度随交换容量增大急剧降低;通过比较不同交联剂对腈纶纤维的交联性能，选用水合肼作为交联剂，腈纶纤维经交联和胺化后与氯乙酸钠反应，制得最高增重率为54.0％且具有较好机械强度的亚胺二乙酸纤维。利用红外光谱、元素分析和化学滴定等分析手段对纤维的理化结构和性质进行分析和表征，结果表明胺化纤维与氯乙酸钠的反应较为充分，证明过量盐酸浸泡过的亚胺二乙酸纤维在水洗至中性过程中内盐的形成，并定量计算了内盐含量。测定了乙二胺胺化纤维、亚胺二乙酸纤维和羧酸纤维在Ca2+、Mg2+、Ni2+混合溶液中对三种金属离子的吸附量和选择性。