载带DETA-DTPA螯合基团的聚醚砜分离膜吸附镍离子的研究
发布时间：2021-11-19 21:10
电镀和化学镀镍生产工序中产生的含镍废水如果未经适当的处理而直接排放势必对环境造成严重的污染。由于生产工艺所需,在镀镍废水中常常存在大量有机酸络合剂,形成镍络合物,这严重影响了镍离子的处理效果,另外多种离子共存也将干扰镍离子处置效果。膜处理技术处理重金属废水早有报道,其应用备受推崇。聚醚砜（PES）由于其优良的化学、机械性能,是一种颇受关注的制膜材料。本课题针对镀镍废水的特点,制备了一种载有多乙烯胺和多氨基羧酸官能基团的PES分离膜,继而开展了改性PES功能分离膜对镀镍废水的处置研究。本研究以PES、氯乙酰氯、二乙烯三胺和二乙烯三胺五乙酸为主要化学试剂,采用化学接枝/相转移制膜技术,实现了多乙烯胺和多氨基羧酸官能基团的同时载入,制得改性PES功能螯合分离膜。分析了PES功能分离膜吸附捕集Ni（Ⅱ）的作用机制,实现了镀镍废水中Ni（Ⅱ）的有效去除。采用正交实验对分离膜的制备工艺进行优化,确定了最佳分离膜制备工艺。采用扫描电镜、X射线能谱分析、傅立叶变换红外光谱等技术表征了螯合膜的形貌、化学构成和官能基团,通过接触角的测定分析了螯合膜的亲水性能。开展了溶液pH值、溶液温度、时间和金属离子初始...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
载带DETA-DTPA官能基团和吸附Ni(II)的示意图
第2章改性PES分离膜的制备与表征-13-以最终pH对初始pH作图，如图2-2所示。由图中可以得到，初始pH值不同时，由于膜表面吸附一定量的氢离子或氢氧根离子，溶液的最终pH值会发生改变。当溶液pH值在6左右时，溶液的最终pH等于初始pH时出现了平台期，膜表面的剩余净电荷为0，因此，改性PES螯合膜的pHpzc为6。图2-2pHfinalpHinitial测定曲线2.3.2离子交换容量的测定离子交换容量(IEC)是评估吸附效能的重要参数之一，代表单位体积/质量的膜能够交换过来的离子的量，它和溶液的离子浓度，吸附剂的量以及吸附剂的交换基团有些许联系[55]。做法是：把膜放入HCl溶液中变成氢型然后洗涤成中性，同样烘干备用。称0.5g的干膜放在加入了50mL的0.01molL-1的氢氧化钠标准液的锥形瓶里面24h，加2-3滴酚酞当做指示剂来使用，用同样浓度的盐酸标准溶液来反滴定，记下盐酸的量。对于上面的试验操作进行多次的重复试验，然后利用下面的式(2-2)来对膜的离子交换容量进行核算。结果列于表2-4中：5.0/)01.05001.0(HClVIEC(2-2)式中VHCl—消耗盐酸体积，mL表2-4离子交换容量的数据表VHcl(mL)IEC(mmolg-1)平均值(mmolg-1)26.10.4780.33236.70.26637.40.252
能基团和化学组成。扫描电镜(SEM)用于表征螯合膜的表面结构特征与断面的形貌。同时使用了接触角测定仪测定了吸附前后接触角表明了官能团有效的进行了接枝。2.4.1 FTIR 分析图 2-3(a)中，1150 cm-1、1296 cm-1、1321 cm-1 处的峰值变化是由于 S=O 的对称、反对称伸缩振动吸收峰的存在，图 2-3(b)中，C-Cl 的伸缩振动峰是 728 cm-1 ，图 2-3(c)中-NH2 的官能基团吸收峰可以看出在 1552 cm-1、690 cm-1 处，-COOH 的吸收峰的位置在 1636 cm-1 这个地方[58-60]。结果表明，多氨基羧酸官能基团已经成功的化学接枝到聚醚砜分离膜上。
【参考文献】：
期刊论文
[1]离子交换法工艺去除铅酸蓄电池生产废水中的铅[J]. 李冰璟,胡培栋,王晓磊. 净水技术. 2015(05)
[2]经典等温吸附模型在重金属离子/硅藻土体系中的应用及存在问题[J]. 朱健,吴庆定,王平,李科林,雷明婧,张伟丽. 环境科学. 2013(11)
[3]三维电极电解法处理含铅废水[J]. 张少峰,胡熙恩. 工业水处理. 2012(04)
本文编号：3505874
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
载带DETA-DTPA官能基团和吸附Ni(II)的示意图
第2章改性PES分离膜的制备与表征-13-以最终pH对初始pH作图，如图2-2所示。由图中可以得到，初始pH值不同时，由于膜表面吸附一定量的氢离子或氢氧根离子，溶液的最终pH值会发生改变。当溶液pH值在6左右时，溶液的最终pH等于初始pH时出现了平台期，膜表面的剩余净电荷为0，因此，改性PES螯合膜的pHpzc为6。图2-2pHfinalpHinitial测定曲线2.3.2离子交换容量的测定离子交换容量(IEC)是评估吸附效能的重要参数之一，代表单位体积/质量的膜能够交换过来的离子的量，它和溶液的离子浓度，吸附剂的量以及吸附剂的交换基团有些许联系[55]。做法是：把膜放入HCl溶液中变成氢型然后洗涤成中性，同样烘干备用。称0.5g的干膜放在加入了50mL的0.01molL-1的氢氧化钠标准液的锥形瓶里面24h，加2-3滴酚酞当做指示剂来使用，用同样浓度的盐酸标准溶液来反滴定，记下盐酸的量。对于上面的试验操作进行多次的重复试验，然后利用下面的式(2-2)来对膜的离子交换容量进行核算。结果列于表2-4中：5.0/)01.05001.0(HClVIEC(2-2)式中VHCl—消耗盐酸体积，mL表2-4离子交换容量的数据表VHcl(mL)IEC(mmolg-1)平均值(mmolg-1)26.10.4780.33236.70.26637.40.252
能基团和化学组成。扫描电镜(SEM)用于表征螯合膜的表面结构特征与断面的形貌。同时使用了接触角测定仪测定了吸附前后接触角表明了官能团有效的进行了接枝。2.4.1 FTIR 分析图 2-3(a)中，1150 cm-1、1296 cm-1、1321 cm-1 处的峰值变化是由于 S=O 的对称、反对称伸缩振动吸收峰的存在，图 2-3(b)中，C-Cl 的伸缩振动峰是 728 cm-1 ，图 2-3(c)中-NH2 的官能基团吸收峰可以看出在 1552 cm-1、690 cm-1 处，-COOH 的吸收峰的位置在 1636 cm-1 这个地方[58-60]。结果表明，多氨基羧酸官能基团已经成功的化学接枝到聚醚砜分离膜上。
【参考文献】：
期刊论文
[1]离子交换法工艺去除铅酸蓄电池生产废水中的铅[J]. 李冰璟,胡培栋,王晓磊. 净水技术. 2015(05)
[2]经典等温吸附模型在重金属离子/硅藻土体系中的应用及存在问题[J]. 朱健,吴庆定,王平,李科林,雷明婧,张伟丽. 环境科学. 2013(11)
[3]三维电极电解法处理含铅废水[J]. 张少峰,胡熙恩. 工业水处理. 2012(04)
本文编号：3505874
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