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钒在工业领域具有重要作用,应用范围非常广泛,因此研究钒的分离纯化技术十分必要。由于铬与钒化学性质相近,含铬钒渣浸出液中往往伴生大量的铬,会对钒的纯化带来困难。因此如何清洁且高效地实现钒铬深度分离及纯化钒液,不仅对后续钒的分离富集创造有利条件,而且对钒矿产业的发展及钒资源综合利用具有重要意义。吸附法因操作简单、成本低廉等优点广泛应用于钒的分离纯化。但是废吸附剂中会残留大量难以解吸的重金属离子,既影响了重复利用性,又会造成资源浪费,还容易成为固体危害物产生二次污染。因此在本工作开发出了一种p H控制的两步解吸法,能高效分离钒铬,之后针对复杂金属离子环境,开发了离子印迹聚合物吸附剂。最后针对于废吸附剂,作为催化剂二次利用进行了研究。主要研究工作如下。(1)以壳聚糖、Ti O2、Fe3O4为原料制备了磁性壳聚糖/Ti O2复合吸附剂(MCT),使用FTIR、BET、EDS、SEM、VSM表征了其结构、形貌和磁性能。MCT对V(V)和Cr(VI)分别在最佳p H为4.0和2.0,吸附时间为40 min和240 min的条件下,达到吸附平衡,最大吸附量分别为117.1 mg/g和28.1 mg/g。其吸附过程均符合准二级动力学与Langmiur等温模型。当p H为13时,V(V)的最大解吸率为87.6%;而p H对Cr(VI)的影响不大,当p H为7时达到最大值82.2%。上述结果表明,通过选择控制p H作为吸附与解吸分离的关键条件,当吸附p H为8,第一次解吸p H为7,第二次解吸p H为13时,钒铬离子的分离度可达到33.4。随后对于钒铬浸出液的模拟液进行控制p H解吸两步分离法,分离度仍达到22.6。通过循环实验,MCT在5次循环后仍保持89.6 mg/g的吸附容量和68.3%的解吸率。随后将废MCT用于光催化还原降解罗丹明B(Rh B)的研究。通过UV-DRS表征,当MCT表面沉积钒离子后,吸收光谱从紫外区红移至蓝光区,这大大增强了其催化效率,废MCT比新MCT降解Rh B具有更高的脱色率。通过XPS研究了其增强机理。随后在降解Rh B的研究中,对于活性氧物种进行了自由基捕获实验和EPR表征,证明了羟基自由基为主要活性物种。此外通过MS和HPLC验证了其降解过程中的中间产物。(2)以壳聚糖、Zr O2、Fe3O4为原料制备了磁性壳聚糖/Zr O2复合吸附剂(MZT),使用FTIR、BET、EDS、SEM、VSM表征了其结构、形貌和磁性能。MCT对V(V)和Cr(VI)分别在最佳p H为5.0和3.0,吸附时间为360 min和120 min的条件下,达到吸附平衡,最大吸附量分别为204.0 mg/g和41.8 mg/g。其吸附过程均符合准二级动力学与Langmiur等温模型。当p H为13时,V(V)的最大解吸率为88.3%;而p H对Cr(VI)的影响不大,当p H为7时达到最大值84.1%。上述结果说明,通过控制吸附与解吸的p H,在p H为6时吸附,p H值为7时第一次解吸,在p H为13时进行二次解吸,钒铬离子的分离度可达到35.5。随后对于钒铬浸出液的模拟液进行控制p H解吸两步分离法,分离度仍达到24.2。通过循环实验,MZT在5次循环后仍保持158.2 mg/g的吸附容量和69.4%的解吸率。随后将废MZT用于光催化还原降解Rh B的研究。通过UV-DRS表征,当MZT表面沉积钒离子后,吸收光谱从紫外区红移至蓝光区,这大大增强了其催化效率,废MZT比新MZT降解Rh B具有更高的脱色率。通过UV-DRS和XPS研究了其增强机理。随后在降解Rh B的研究中,对于活性氧物种进行了自由基捕获实验和EPR表征,证明了羟基自由基为主要活性物种。此外通过MS和HPLC验证了其降解过程中的中间产物。此外将废MZT用于催化邻苯二胺与苯甲醛合成2-苯基苯并咪唑的反应,在最佳反应条件下,最大产率为89.7%,通过自由基捕获实验和EPR表征证明了单线态氧是其催化的主要活性氧物种。(3)以壳聚糖、Zr O2、Fe3O4和氧化石墨烯(GO)为原料制备的磁性壳聚糖/还原氧化石墨烯/Zr O2复材料(MZTRGO)为基底材料,通过硅烷偶联剂A1120和水杨醛制备亚胺功能化硅烷偶联剂为功能单体,NH4VO3为模板离子,合成了V(V)离子印迹吸附剂(MZTRGO),使用FTIR、EDS、SEM、VSM表征了其结构、形貌和磁性能。V(V)-IIM对V(V)的吸附在p H为4,时间为150 min的最佳条件下,最大吸附量为113.4 mg/g。其吸附过程符合准二级动力学模型;对于高亲和位点,符合Freundlich等温模型,对于低亲和位点符合Langmuir模型。最佳解吸p H为13,解吸率达到75.6%。V(V)-IIM在经过循环使用5次后,吸附量由103.7 mg/g下降至75.6 mg/g,解吸率由75.6%下降至59.3%。选择性吸附研究表明,V(V)-IIM对于Cr(VI)、Mo(VI)、Co(II)、Fe(III)的分离度分别为,3.28、2.95、4.60和4.09。通过UV-DRS表征表明,当V(V)-IIM表面沉积钒离子后,吸收光谱从紫外区红移至绿光区,大大增强了其催化效率,废V(V)-IIM比新V(V)-IIM降解亚甲基蓝(MB)具有更高的脱色率。随后在降解MB的研究中,对于活性氧物种进行了自由基捕获实验和EPR表征,证明了羟基自由基为主要活性物种。此外通过MS和HPLC验证了其降解过程中的中间产物。(4)以(3)中合成的MZTRGO为基底材料,丙烯酰胺(AM)功能单体,NMBA为交联剂,NH4VO3为模板离子,PDEA为RAFT,合成了温敏性V(V)离子印迹吸附剂V(V)-SIIP,使用FTIR、EDS、SEM、VSM表征了其结构、形貌和磁性能。V(V)-SIIP在35 oC下对V(V)的最佳吸附p H为6,在吸附时间为240 min达到平衡,符合准二级动力学模型。最大平衡吸附浓度分别为120 mg/L,最大平衡吸附量为17.36 mg/g。该吸附行为对于完整印迹孔穴更符合Freundlich等温模型,对于不完整印迹孔穴和活性自由位点更符合Langmuir模型。在温度为35 oC,p H为13,解吸率达到86.9%。V(V)-SIIP在经过循环使用5次后,吸附量由17.36 mg/g下降至9.30 mg/g,解吸率由86.9%下降至59.3%。选择性吸附研究表明,V(V)-SIIP对于Cr(VI)、Mo(VI)、Co(II)、Fe(III)的分离度分别为,4.08、4.88、5.82和5.35。通过UV-DRS表征表明,当V(V)-SIIP表面沉积钒离子后,吸收光谱从紫外区红移至蓝光区,增强了其催化效率,将废V(V)-SIIP用于光催化还原硝基苯的反应,比新V(V)-SIIP的产率更高,产率达到了83%。随后对于光催化还原芳香族硝基化合物的底物进行了拓展,废V(V)-SIIP对卤原子、羟基、羧基、醚键、羰基、酰胺等官能团具有良好的耐受性。