改性聚偏氟乙烯螯合膜吸附铅离子的研究

摘要

本课题采用物理共混/相转移技术，以乙二胺四亚甲基膦酸(EDTMPA)、钛酸丁酯(TBOT)、二乙烯三胺五乙酸(DTPA)、3-氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)和聚偏氟乙烯(PVDF)为主要试剂，制备了共混有多氨基多元磷酸、多氨基多元羧酸官能基团的改性PVDF螯合膜(EDTMPA-TBOT-DTPA-APTMS/PVDF)，应用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)、光电子X-衍射能谱(XPS)等技术表征了其组织形态、化学组成和官能基团，开展了其吸附Pb(II)的系列研究，实现了水体中Pb(II)的吸附去除。
　　在分析溶液pH、温度、接触时间、金属离子浓度、以及共存物质Cd(II)、Ni(II)、Fe(III)、乙二胺四乙酸(EDTA)、氨三乙酸(NTA)、柠檬酸(Citrate)对改性PVDF螯合膜吸附Pb(II)性能影响的基础上，设计静态批次吸附试验，开展了其吸附Pb(II)的热力学和动力学的特性研究，解析了模型参数和热力学函数，揭示了螯合膜的吸附特性；开展了其吸附/脱附试验研究，评价了其再生利用性能。此外，还开展了改性PVDF螯合膜吸附Pb(II)的动态吸附试验研究，测试了其吸附穿透曲线、解析了吸附-扩散微分方程，分析了膜堆厚度和进水流速对其过滤截留性能的影响，评价了其潜在工程处置的应用性能。
　　结果表明，共存阳离子Cd(II)、Ni(II)、Fe(III)对螯合膜吸附Pb(II)性能的干扰顺序为：Cd(II)＞Ni(II)＞Fe(III)，有机酸对螯合膜吸附 Pb(II)的影响次序为：EDTA＞NTA＞Citrate；螯合膜吸附Pb(II)的动力学和吸附热力学分别符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型，此吸附过程是一个自发的放热反应。吸附/脱附实验表明螯合膜具有良好的再生利用性能。动态吸附测试的结果表明：床层高度～运行时间(BDST)方程较好地描述了改性PVDF螯合膜动态吸附Pb(II)的过程，随着膜堆厚度增加，PVDF螯合膜吸附Pb(II)的床层穿透时间和耗尽时间延长，但随着流速增大，螯合膜膜堆的穿透时间和耗尽时间缩短。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 膜分离技术

1.3 本课题的研究内容

1.4本课题的创新点

第2章 改性PVDF螯合膜的制备与表征

2.1 实验药品与仪器

2.2 改性PVDF螯合膜的制备

2.3 改性PVDF螯合膜的特征量表征

2.4 改性PVDF螯合膜的物理化学表征

2.5 本章小结

第3章 改性PVDF螯合膜吸附Pb(II)的研究

3.1 实验材料

3.2 实验方法

3.3 吸附理论模型

3.4 实验工艺条件对改性PVDF螯合膜吸附Pb(II)的性能影响

3.5 阳离子共存对改性PVDF螯合膜吸附Pb(II)的性能影响

3.6有机酸共存对改性PVDF螯合膜吸附Pb(II)的性能影响

3.7 再生利用性能评价

3.8 本章小结

第4章 改性PVDF螯合膜动态吸附Pb(II)的研究

4.1 实验方法

4.2 穿透曲线简介

4.3 动态吸附实验结果与分析

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢