膠原纖維固化楊梅單寧對(duì)Mo（Ⅵ）和V（Ⅴ）的吸附特性研究.pdf

1、本文以動(dòng)物皮膠原纖維為底物，通過膠原-單寧-醛反應(yīng)制備出了固化單寧吸附材料，并系統(tǒng)的研究了該吸附材料對(duì)Mo(Ⅵ)和V(Ⅴ)兩種金屬的吸附特性。研究了酸度(pH)、溫度、初始金屬離子濃度等因素對(duì)吸附容量的影響。研究了吸附平衡、吸附動(dòng)力學(xué)、固定床吸附動(dòng)力學(xué)、金屬的吸附.解吸特性及Mo(Ⅵ)在二元及多元金屬離子混合溶液中和V(Ⅴ)在多元金屬離子混合溶液中的選擇性吸附。同時(shí)研究了吸附材料對(duì)Mo(Ⅵ)—V(Ⅴ)的混合吸附，包括混合吸附固定床動(dòng)力學(xué)

2、、解吸實(shí)驗(yàn)和在多元混合金屬離子中的選擇性吸附。最后，依據(jù)對(duì)以上研究數(shù)據(jù)和結(jié)果的整理分析，得出了固化楊梅單寧吸附材料對(duì)Mo(Ⅵ)和V(Ⅴ)的可能吸附機(jī)理。該研究不僅為這類吸附材料在環(huán)保、冶金、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，而且對(duì)豐富單寧化學(xué)及吸附理論同樣具有一定的科學(xué)意義。 實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)溫度為303K時(shí)，Mo(Ⅵ)和V(Ⅴ)的初始濃度分別為1.042 mmolMo/L和2.75mmolV/L時(shí)，固化楊梅單寧的吸附量分別可達(dá)0.

3、859mmol/g和1.013 mmol/g，同時(shí)隨著溫度升高，吸附容量變化不大，說明溫度對(duì)吸附容量的影響不明顯。進(jìn)一步用Langrnuir和Freundlich方程分析吸附平衡數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)固化楊梅單寧對(duì)Mo(Ⅵ)的吸附符合Freundlich方程，對(duì)V(Ⅴ)的吸附符合Langmuir方程。這說明Mo(Ⅵ)和V(Ⅴ)的吸附機(jī)理可能不同。研究Mo(Ⅵ)和V(Ⅴ)的吸附動(dòng)力學(xué)發(fā)現(xiàn)，用擬二級(jí)速率方程(詳見2.3.3)可以很好地描述固化楊梅單寧對(duì)

4、Mo(Ⅵ)和V(Ⅴ)的吸附動(dòng)力學(xué)，且由該方程計(jì)算出的平衡吸附量與實(shí)際測(cè)得值吻合得很好。 由Mo(Ⅵ)的靜態(tài)解吸實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，通過三次靜態(tài)吸附.解吸實(shí)驗(yàn)，用0.02 mol/L 的EDTA溶液作解吸液，能讓Mo(Ⅵ)從固化楊梅單寧上較完全地解吸下來，且解吸后對(duì)Mo(Ⅵ)的吸附容量沒有顯著變化，說明0.02 mol/L EDTA能很好地使吸附劑再生，并盾環(huán)使用。Mo(Ⅵ)、V(Ⅴ)的柱動(dòng)力學(xué)吸附和解吸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，采用0.1 mol/

5、L HC1溶液和0.02mol/L 的EDTA溶液就能將吸附在固定床上的V(Ⅴ)和Mo(Ⅵ)解吸下來，經(jīng)解吸后再生柱的穿透點(diǎn)略有提前，穿透曲線的形狀與新柱基本相同。Mo(Ⅵ)-V(Ⅴ)的固定床混合吸附表明，在室溫條件下，溶液pH值為4.0時(shí)，先采用0.1mol/L HC1溶液就能將V(Ⅴ)洗脫下來但同時(shí)保留Mo(Ⅵ)不被洗脫，等到V(Ⅴ)洗脫完全之后再用0.02mol/L EDTA溶液就能將Mo(Ⅵ)完全洗脫下來，流出的解吸液濃度最高可

6、達(dá)到進(jìn)樣濃度的23倍和18倍，從而實(shí)現(xiàn)了Mo(Ⅵ)、V(Ⅴ)的有效分離和富集，這預(yù)示著該新型吸附劑在水處理方面會(huì)有重要的應(yīng)用價(jià)值。在多種金屬離子的混合溶液中，固化楊梅單寧能對(duì)Mo(Ⅵ)和V(Ⅴ)進(jìn)行選擇性吸附。對(duì)于Mo(Ⅵ)-Ni(Ⅱ)、Mo(Ⅵ)-Cu(Ⅱ)和Mo(Ⅵ)-Re(Ⅶ)二元混合溶液中的選擇性吸附，固化楊梅單寧對(duì)Mo(Ⅵ)的吸附率均大于95％；在Mo(Ⅵ)-Fe(Ⅲ)-Mn(Ⅱ)-A1(Ⅲ)四元混合溶液中，當(dāng)溫度為303K時(shí)

7、，固化楊梅單寧對(duì)Mo(Ⅵ)的吸附率隨Mo(Ⅵ)的初始濃度降低而升高，最高吸附率可達(dá)97.6％，表明固化楊梅單寧對(duì)Mo(Ⅵ)具有明顯的吸附選擇性，同時(shí)溫度升高，吸附率上升，說明高溫更利于Mo(Ⅵ)的選擇性吸附。在V(Ⅴ)-Mg(Ⅱ)-Fe(Ⅲ)-Ni(Ⅱ)-Cu(Ⅱ)-Zn(Ⅱ)的多元混合溶液中，當(dāng)pH=4.0時(shí)，隨V(Ⅴ)的初始濃度降低，固化楊梅單寧對(duì)V(Ⅴ)的吸附率升高，最高可達(dá)92％，說明固化楊梅單寧對(duì)V(Ⅴ)具有明顯吸附選擇性，而