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精对苯二甲酸(PTA)作为生产聚酯的主要原料,在多个领域具有广泛应用。但在PTA生产过程中,会排放大量含有有机物和金属离子的精制废水,若该废水直接进入环境中,将导致高额的经济损失以及水土和大气污染。本课题组采用的萃取—超滤、反渗透—吸附工艺处理PTA精制废水,取得了良好的处理效果。然而,PTA废水经PX萃取后会残留少量PX,而PX会溶损聚酰胺材质的反渗透膜,从而影响膜的使用寿命。所以考虑在萃取操作单元和超滤、反渗透操作单元之间增加一个吸附操作单元,采用吸附法选择性去除PX。本课题组采用成型ZSM-5分子筛对PX进行选择性吸附,然而成型后的分子筛对PX的吸附性能大幅度下降。基于此,本课题旨在合成无需成型的粉末状磁性ZSM-5分子筛吸附剂用于选择性吸附PTA废水中的PX,从而克服普通分子筛成型过程中产生的吸附性能下降的缺点。本文通过分子模拟的方法研究了四种季铵盐阳离子(TMA+、TEA+、TPA+、TBA+)模板剂与ZSM-5分子筛骨架之间的相互作用能,以及模板剂在分子筛孔道中的排布情况,并结合相关探究实验,发现在所研究的模板剂中TPA+为最适宜的模板剂。随后对磁性核(Fe3O4/SiO2)的合成条件进行了优化,并采用水热法制备磁性ZSM-5分子筛,以磁性分子筛的结晶度及其对PX的吸附性能为指标探究了模板剂种类和用量、合成温度、合成时间这三个因素对磁性分子筛产物产生的影响,从而优化其制备条件。结果表明:当模板剂用量为n(SiO2)/n(TPA+)=24:1,合成温度为150℃,合成时间为36h时,所合成的吸附剂具有最佳的结晶度和吸附性能,对PX的最大吸附容量达到106.71mg/g。最后以VSM,TEM,XRD,TG,FT-IR,N2吸附—脱附法对分子筛进行表征,结果显示通过水热法成功合成了具有良好磁性和吸附性能的ZSM-5分子筛。在此基础上,探究了吸附剂投加量、吸附时间和吸附温度等因素对分子筛吸附PX与金属离子的影响。结果显示,磁性ZSM-5分子的适宜用量为1g·L-1;PX与金属离子在磁性分子筛上的吸附在10-30 min间已基本达到平衡状态;随着吸附温度的上升,磁性分子筛对PX的吸附率下降而对金属离子的吸附率上升,说明前者为放热过程,后者为吸热过程。通过对吸附热力学的研究可知,磁性ZSM-5分子筛对PX的吸附为单分子层吸附且符合Langmuir吸附模型,该过程是自发进行的放热、熵减过程。PX在磁性分子筛上的吸附动力学研究表明,在初始阶段磁性分子筛吸附PX的吸附速率很快,而随着吸附过程的进行,吸附速率逐渐变缓,在10-30min间吸附基本达到平衡状态;磁性分子筛吸附PX的过程契合拟二阶动力学模型;液膜扩散与内扩散共同控制着磁性分子筛吸附PX的过程。以氯化铵为改性剂,对磁性ZSM-5分子筛进行酸改性,获得磁性H-ZSM-5分子筛吸附剂,改性后的磁性分子筛吸附剂对PX的吸附效果基本保持在49mg/g左右而对钴、锰离子的去除率显著降低,当改性剂用量为0.1mol·L-1,改性时间5h时,PX对钴、锰离子的选择性系数分别由908.9和1079.4上升至6517.3和7887.6,改性效果良好。最后,采用高温焙烧法在500℃时对吸附饱和的磁性H-ZSM-5分子筛进行解吸再生,结果表明,经过8次再生后磁性分子筛对PX的饱和吸附容量稳定在91.53mg/g,再生效果良好。