樹脂基水合氧化鐵的合成、表征及對砷的吸附性能研究.pdf

1、本文基于水合氧化鐵（hydrated ferrous oxide，簡稱HFO）的固載研究，以水體中砷的深度凈化與水質安全控制為研究目標，提出并系統(tǒng)優(yōu)化了靜態(tài)法制備載氧化鐵復合樹脂（聚苯乙烯二乙醇胺樹脂基水和氧化鐵，Hydrated Ferrous Oxide-Loaded Polystyrene Diethanolamine Resin，簡稱PDR-HFO）的新技術，并對復合樹脂除砷的吸附和解吸再生基本性能及潛在機理進行了系統(tǒng)研究，主要

2、結果如下：
　　通過利用二乙醇胺改性聚苯乙烯N201×7陰離子交換樹脂螯合Fe（III）成功合成了新型樹脂基水和氧化鐵復合吸附劑，研究發(fā)現(xiàn) N201×7陰離子交換樹脂較D301陰離子交換樹脂改性合成的復合吸附劑有更好的吸附容量值；在一定的反應時間條件下，合成過程中隨著 FeCl3的溶液濃度的增大，合成的復合材料中水合氧化鐵的含量逐漸增加，最大可達2.4％（質量分數(shù)）；FeCl3的溶液濃度一定時，反應時間達8 h以上時，水合氧化鐵含

3、量保持穩(wěn)定；在298 K-313 K范圍內(nèi)，溫度對復合樹脂制備的靜態(tài)吸附過程影響不大，吸附容量變化不大，因此一般在常溫下進行吸附反應即可；
　　通過對復合材料除砷的吸附及解吸再生性能研究發(fā)現(xiàn)，復合材料吸附砷的最適pH范圍為5-9，過酸或過堿均將導致其吸附容量的下降；常溫下復合材料對砷的吸附等溫式符合Freundlich公式，可以表示為：qe=0.238Ce0.575，相關系數(shù)R2=0.998；復合材料隨著溫度的升高吸附反應速率吸附

4、容量均變大；常溫下，60 min復合材料對砷的吸附即可達到平衡，其吸附動力學符合偽二級動力學方程，可以表示為：t/qt=0.9922+0.2675 t，相關系數(shù)R2=0.994；
　　固定床試驗中，試驗進水CTAs=12.85 mg/L，當流速較大時，流量195 BV（BV，床體積，1 BV=27 ml）時，出水濃度超過0.01 mg/L，415 BV時達到吸附飽和，工作層與飽和層移動速率快且出水砷濃度不太穩(wěn)定，吸附性能不佳；試驗

5、進水CTAs=0.502 mg/L，流速為10 BV/h、15 BV/h時，出水砷濃度穩(wěn)定在上升，流量450 BV時出水濃度大于0.01 mg/L，工作層移動速率緩和，復合材料表現(xiàn)出較好的吸附性能；利用10%（v/v）HCl解吸再生后，再生率可達96%以上，再生流速7 BV/h時，解吸液用量為300 ml；通過兩種不同濃度進水吸附飽和的復合材料經(jīng)解吸后解吸液砷濃度可達326.78 mg/L、78.69 mg/L，富集濃度可達25.43倍