论文部分内容阅读
本课题以乙二胺四亚甲基膦酸(EDTMPA)、钛酸丁酯(TBOT)和聚偏氟乙烯(PVDF)为主要试剂,应用物理共混/相转移技术,制备了EDTMPA-TBOT/PVDF分离膜,即改性PVDF分离膜,利用正交实验确定了最佳试剂配比,开展其吸附去除废水中镍离子的研究,并测试了其动态吸附穿透曲线。应用SEM、EDS、XPS、FTIR、NMR、TG和XRD等技术表征了改性PVDF分离膜的物理表观形态性能以及化学构成,有效官能基团等;测定了改性PVDF分离膜的零电荷电位点、离子交换容量、孔隙率、含水率与纯水通量。课题实施中,研究了pH值、温度、时间和初始浓度对改性膜吸附Ni(Ⅱ)的特性影响进而开展改性膜吸附Ni(Ⅱ)的性能研究;探讨共存阳离子Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Ca(Ⅱ)和Fe(Ⅲ),共存络合剂EDTA、NTA和Citrate对吸附性能影响,开展了吸附动力学模型、等温吸附模型和热力学参数的研究,评价了改性PVDF分离膜的再生性能;分析了动态流速和膜厚度对改性膜吸附性能的影响,解析了其动态穿透曲线。研究结果表明,多氨基多膦酸螯合官能基团被成功共混于改性PVDF分离膜中,其物理化学性能良好,改性PVDF膜的零电荷电位点为5.4,离子交换容量为0.60mmol/g;共存阳离子对改性膜吸附能力的影响顺序大小为:Pb(Ⅱ)>Cd(Ⅱ)>Ca(Ⅱ)>Fe(Ⅲ),络合剂对改性膜的影响次序为EDTA>NTA>Citrate;吸附动力学过程符合准二级动力学模型,吸附等温模型符合Langmiur方程,D-R拟合表明吸附为离子交换反应;热力学参数DG0<0、DH0<0、DS0>0,表明该吸附过程为自发放热反应;吸/脱附实验表明改性PVDF分离膜具有良好的再生利用性能。动态吸附测试结果表明:随流速增大,溶液在膜堆中存在的时间越短,造成改性PVDF分离膜的吸附饱和时间增长;膜堆厚度增加时,改性PVDF分离膜吸附平衡时间增长。BDST方程能较好描述改性PVDF分离膜动态吸附Ni(Ⅱ)的穿透过程;阳离子共存时,Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)、Ca(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)对改性PVDF分离膜吸附Ni(Ⅱ)的影响依次递减;有机酸共存对改性PVDF分离膜吸附Ni(Ⅱ)的影响排序为:Citrate<NTA<EDTA。