海藻酸钠多孔性薄膜对水中U(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)的吸附性能及机理研究

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水体铀和铜污染对水生生物以及人体造成巨大危害,研究经济高效处理含铀废水和含铜废水的处理方法具有重要意义。吸附法具有可回收金属、污泥排放量少、操作简单、能达到严格的排放标准等优点而备受关注,吸附法的关键是吸附剂。吸附膜是一种高分子吸附剂,相比于吸附小球,金属离子能更快速的到达它的表面和内部位点,因而受到广泛关注。采用戊二醛交联海藻酸钠固定化的腐殖酸,制备得到多孔性薄膜(GA-HA/SA),用于去除含铀废水中的铀(Ⅵ)。通过静态吸附试验,研究了溶液pH值、接触时间、铀初始浓度、温度对GA-HA/SA吸附U(Ⅵ)效果的影响,进行了吸附过程的热力学与动力学分析;通过红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)探讨了相关吸附机理。试验结果表明,pH为6时吸附效果最好,吸附在60min基本达到平衡。吸附过程均符合Langmuir和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温模型;25℃时,最大吸附容量为312.5mg/g。吸附动力学过程符合准二级速率方程(R2>0.99),吸附速率的控速步骤为颗粒内扩散。GA-HA/SA对U(Ⅵ)的吸附是自发的、吸热反应。SEM-EDS、FⅡR和D-R模型分析结果表明,与U(Ⅵ)相互作用的基团主要是羧基;GA-HA/SA吸附U(Ⅵ)的机理表现为离子交换。采用戊二醛交联海藻酸钠与羟乙基纤维素,制备得到多孔性薄膜(GA-HEC/SA),用于去除含铜废水中的Cu2+。通过静态吸附试验,研究了溶液pH值、接触时间、铜初始浓度对GA-HEC/SA吸附Cu2+效果的影响,进行了吸附过程的动力学与等温线分析。试验结果表明,pH为6时吸附效果最好,吸附在60min基本达到平衡。吸附过程均符合Freundlich、Sips、Redlich-Peterson(R-P)和Khan等温吸附模型;35℃时,最大吸附容量为103.76mg/g。吸附动力学过程符合准二级速率方程(R2>0.999)。pH值的影响分析和D-R模型分析结果表明,GA-HEC/SA吸附U(Ⅵ)的机理表现为离子交换。
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