论文部分内容阅读
电子、电镀、太阳能与核能等工业的发展，不可避免会产生含氟废水，如何妥善加以处理对人类健康和环境保护意义重大。本文以脲醛树脂为载体，负载高价的金属离子Ce4+和Zr4+，制备出用于吸附废水中氟离子的载铈脲醛树脂(Ce-UF)和载锆脲醛树脂(Zr-UF)，相比于高价金属及其盐类化合物而言，在降低成本、减少金属离子流失的基础上同时保持优异的除氟能力。对制备的材料采用SEM、FTIR、XRD、DSC等手段进行了表征。结果表明:负载Ce4+和Zr4+的吸附材料表面成无定形结构;脲醛树脂存在的氨基、羟基与Ce4+和Zr4+发生配位作用，形成较强配位键;脲醛树脂由氢键构成的局部晶型结构随着负载金属离子而发生改变，进一步证明了金属离子固定于树脂上;负载了Ce4+和Zr4+的吸附剂热稳定性相比于脲醛树脂而言变化不大，为材料选择热解法进行最终处理提供可能性。 本文详细研究了Ce-UF和Zr-UF吸附氟离子的性能。在25℃下，Ce-UF和Zr-UF吸附氟离子的理论最大吸附容量分别为40.2mg/g和49.7mg/g。通过动力学、热力学、等温吸附模型、等电点测试等理论研究表明，Ce-UF和Zr-UF吸附氟离子的过程符合二级动力学模型，Langmuir等温吸附模型可用于模拟二者的反应过程。Ce-UF和Zr-UF吸附氟离子的过程以离子交换为主，属于自发的吸热反应。 吸附氟离子后的载铈脲醛树脂(Ce-UF-F)和载锆脲醛树脂(Zr-UF-F)进行洗脱再生研究。再生过程分为两步:首先将Ce-UF-F和Zr-UF-F浸泡在NaOH溶液中，使氟离子脱附;然后将Ce-UF和Zr-UF树脂分别浸泡在稀硫酸和稀硝酸溶液中，完成材料的再生。实验结果表明，进行5次脱附再生后的材料仍具有较高的吸附氟离子能力。