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磷酸鋯及樹脂基磷酸鋯對重金屬的若干吸附特性簡介

樹脂基磷酸鋯是一類新型的復合環境功能材料,在水體重金屬深度凈化方面有著廣泛的應用前景。其中,磷酸鋯具有無定形和晶形兩種形態,晶態差異對吸附重金屬性能的影響少有報道。此外,樹脂基磷酸鋯對重金屬一些特定的吸附性能有待進一步探討。
   通過制備無定形ZrP和晶形ZrP(以α-ZrP為例),采用XRD、pH滴定進行結構表征,并比較了兩者對鉛離子的吸附性能。靜態吸附實驗結果表明,ZrP和α-ZrP對鉛的吸附效果均受pH影響,兩者的吸附等溫線都能較好地符合Langmuir方程,但無定形ZrP對鉛的吸附量(1.5 meq/g)要明顯高于α-ZrP(0.2meq/g)。在競爭離子Ca2+大量存在下,ZrP對鉛的選擇性要遠好于α-ZrP。這表明在制備樹脂基磷酸鋯復合材料時選用無定形磷酸鋯更為合適。
  分別以強酸性大孔陽離子交換樹脂D-001、氯甲基化大孔苯乙烯-二乙烯苯共聚體CP作為母體,依據課題組專利技術制備出兩種樹脂基磷酸鋯(分別標記為ZrP-001與ZrP-CP),并采用XRD、SEM、TEM進行了結構表征。實驗特別驗證了樹脂基磷酸鋯的納米顆粒效應及潛在的Donnan膜效應對其吸附水體中微量鉛的影響。結果表明,擔載到樹脂內的磷酸鋯的顆粒尺寸進一步納米化,相應的吸附容量也有明顯提高;D-001樹脂骨架上鍵聯的磺酸基團通過Donnan膜效應對水體中的微量鉛離子產生預富集與孔內強化擴散作用,并導致工作吸附量與吸附選擇性均大大增強。這表明同時具備納米顆粒效應與Donnan膜效應的ZrP-001復合材料是一種極為有效的深度凈化重金屬廢水的環境材料
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