羧酸钠型离子交换纤维对Cu2+的吸附性能研究

以腈纶、水合肼、氢氧化钠为原料制得羧酸钠型离子交换纤维,研究了该纤维对Cu2+的吸附性能。结果表明:羧酸钠型离子交换纤维的交换容量可达4．89 mmol／g,25℃下,pH为5．0时,20 min可达到饱和吸附;CuSO4溶液浓度为2．32 mmoL／L,床流速为2．7 BV／min,穿透吸附时的床体积为149．0时,该纤维对Cu2+的动态穿透沉淀和吸附容量为1．66 mmol／L;该纤维经5次再生后其交换容量由再生前的4．89 mmol／g升高到4．97 mmol/g,饱和吸附时再生纤维吸附容量达到再生前的95．6％,其再生性能良好。     

弱酸性阴离子交换纤维吸附钼（Ⅵ）的性能研究

研究了弱酸性阴离子交换纤维对钼（Ⅵ）的吸附性能,考察了酸度、温度和时间等因素对吸附性能的影响。实验结果表明在pH为3时吸附性能最好,离子交换纤维对钼（Ⅵ）的吸附以液膜扩散为主,交换速度很快,30 min即可达到吸附饱和,吸附速率常数为0.231 s-1,离子交换过程服从Freundlish等温式,温度和流速影响动态吸附性能,使得穿透曲线和穿透时间发生改变,具有吸附速度快、吸附量大的优点,且解吸性能良好,可以进行再生使用。     

低湿条件下离子交换纤维吸附性能的研究

以超高交联聚丙烯-苯乙烯-二乙烯基苯(PP-ST-DVB)纤维为母体,分别经磺化、氯甲基化和胺化反应制得强酸或强碱离子交换纤维;研究了在低湿条件下对酸碱有害气体的动态吸附性能。结果表明:强酸离子交换纤维(交换容量为2.92 mmol/g)对NH_3气体的穿透吸附量约为40.95 mg/g,高于Fiban K-1磺酸型离子交换纤维的穿透吸附量;强碱离子交换纤维对SO_2气体的穿透吸附量约为77.50 mg/g,是Fiban A-1强碱离子交换纤维的1.55倍,自制的强酸、强碱离子交换纤维可多次再生使用。     

离子交换纤维处理农药废水的研究

研究用离子交换纤维处理含农药阿特拉津的废水,用静态法、动态法,对强酸、弱酸阳离子交换纤维的吸附性能进行了比较,研究结果表明,强酸阳离子交换纤维可处理含阿特拉津等有机物废水,废水CODCr可降低86%,经2级吸附交换后,CODCr可达排放标准。离子交换纤维可用浓度为1mol/L的氯化钠或氢氧化钠溶液再生。     

离子交换树脂脱除高盐废水中Ca2+的特性研究

采用螯合型离子交换树脂处理氟化工脱氟后的高盐废水中钙离子(Ca²⁺)。考察了树脂对Ca²⁺在静态吸附和动态吸附过程中的主要影响因素和吸附性能，并对多次吸附-再生后的树脂吸附性能进行测试。研究结果表明：树脂对Ca²⁺最大静态吸附量为35.1 mg/g；当废水NaCl浓度为150.0 g/L时，树脂Ca²⁺吸附量仅降低5.2%，树脂耐盐性较好；pH对树脂吸附Ca²⁺的静态和动态吸附量影响较小；动态吸附过程中，随着流量增大，工作吸附容量逐渐减少，适宜的流速应在4～9 BV/h；饱和吸附后树脂充分再生情况下，工作吸附容量基本保持不变。     

氧化回流法制备无机聚锑酸90Sr-90Y发生器

90Y是90Sr的衰变产物,是治疗肿瘤的理想核素之一.近年来,将90Sr-90Y母牛同位素发生器定期分离新长出来的90Y用于肝癌、骨癌、乳腺癌及卵巢癌等疾病的治疗是国际上的研究热点.本论文采用一种新型的氧化回流法合成了聚锑酸无机离子交换剂,采用该种材料对Sr2+-Y3+混合溶液的分离进行研究,并初步应用于真实的90Sr-90Y发生器的研究.实验结果表明:所制得离子交换剂对锶的吸附性能较好,在0.01 mol·L-1硝酸介质中对Sr2+-Y3+混合溶液中Sr2+的交换吸附容量达到0.79 mmol·g-1,对Y3+的交换吸附容量仅为0.01 mmol·g-1;聚锑酸在293 K时对Sr2+的交换吸附反应级数为1.28,在313 K时其交换吸附反应的级数为2.46,对Sr2+的吸附是化学交换和物理吸附共存的过程;聚锑酸在固定床交换反应中对稳定的Sr2+-Y3+混合溶液的最大分离系数可达1.3×107.     

羧酸型阳离子交换纤维对过渡金属离子的吸附性能研究

测定了羧酸型阳离子交换纤维对部分过渡金属二价离子的静态吸附量，以Zn^2 为例研究了吸附动力学以及影响吸附性能的主要因素，并探讨了该纤维材料的化学稳定性和使用再生性能，结果表明：该离子交换纤维对部分过渡金属二价离子具有良好的吸附性能和使用稳定性。     

新型有机功能纤维的制备、结构及其性能研究

本论文以纤维为起始材料,设计合成了数种 PAN 新型离子交换纤维、螯合纤维以及抗菌除臭功能织物材料,对这些功能纤维材料的物理及化学结构、合成条件的优化,对不同极性气体分子、重金属离子以及有害病菌的吸附、抑灭性能进行了系统的研究。成功开拓了两种新型功能纤维的工业性批量制备工艺,并在呼吸个体防护产品和卫生保健衣物等方面获实际应用。论文主要包括如下几方面的内容:采用没有其它溶剂参与,纤维与直接1 PAN TETA 反应工艺制得种高交换容量的离子交换纤维材料(见图 1 )。借助、、、、、、1 IREASEMESCAGS-MSTGDSC 等现代测试表征技术以及模型化合物、衍生物合成方法,对这种功能纤维材料的物理化学结构特点、活性功能基、微观形貌等进行了表征与验证,通过与大孔离子交换树脂、颗粒状活性炭纤维的性能对比,提出了它对极性气体分子吸附交换的动力学特点。此外对这种功能纤维的化学、热及渗透压稳定性,静态交换容量,再生性能,对 SO2、、酸性气体以及拧檬酸等有机小分子的静、HClHF 动态吸附性能,以及温、湿度对它们的影响等进行了较为系统的研究。这一工作的创新点在于采用非溶剂体系下多元胺与纤维的直接反应,降低了可能发生的 TETA PAN 交联反应,从而使得功能纤维材料交换容量提高,纤维内密度     

中空聚丙烯基离子交换纤维的制备及表征

以CaCO_3为成孔剂,通过共混熔融纺丝和酸化制备中空聚丙烯纤维,以纤维为基体,通过引发剂接枝苯乙烯,再经氯甲基化和胺化反应制备强碱性阴离子交换纤维;采用红外光谱、电镜扫描、热重分析等分析手段对制备的离子交换纤维进行了表征,并对其交换容量、溶胀性及动力学吸附性能进行了测试。结果表明:制备的强碱性阴离子交换纤维具有较高的交换容量,约达到3.08 mmol/g,吸附性能良好,含水量大于56%,是一种性能优良的离子交换纤维。     

离子交换纤维对偏二甲肼的吸附性能

以火箭推进剂主要成分偏二甲肼为研究对象,通过配制模拟水样,采用强酸阳离子交换纤维对其中的偏二甲肼进行吸附,研究了偏二甲肼在离子交换纤维上的等温吸附线、吸附动力学和动态吸附,并将其动态吸附效果与732强酸阳离子交换树脂进行了对比. 结果表明,强酸阳离子交换纤维对偏二甲肼的吸附以液膜扩散为主,符合Boyd液膜扩散方程. 在291 K和研究的浓度范围内,离子交换纤维对偏二甲肼的吸附符合Freundlich等温吸附方程. 动态吸附结果表明,离子交换纤维对偏二甲肼的交换吸附速率大于离子交换树脂. 离子交换纤维柱的利用率高,相同条件下的处理量是树脂的3.86倍.     

离子交换树脂法去除脱硫废水中氯离子的研究

在湿法烟气脱硫系统运行时,因吸收剂循环使用,吸收塔内浆液中的氯离子会随着脱硫系统的运行逐渐富集,对脱硫系统和周边环境产生很大的危害,所以对脱硫废水的脱氯处理进行了研究。采用丙烯酸强碱性阴离子交换树脂,对比了静态及动态吸附条件下树脂对氯离子的吸附容量,研究了动态吸附条件下钙、镁离子质量浓度的变化以及树脂的再生性能,重点研究了在静态吸附条件下螯合剂和软水剂的添加对吸附过程中溶液pH以及氯、钙、镁离子质量浓度的影响,考察了静态吸附条件下树脂的再生性能。结果表明：在动态吸附条件下,由于絮状沉淀的影响,树脂的再生性能大大降低;在静态吸附条件下,树脂对氯离子的吸附容量比动态吸附条件少约30%,螯合剂和软水剂的添加有助于提高树脂的吸附容量,有助于降低废水pH（添加软水剂条件）和氯离子含量,有助于减少游离钙、镁离子产生的絮状沉淀对树脂吸附性能的影响并提高树脂的再生性能。     

Removal of phosphorus from anaerobic membrane bioreactor effluent by ion exchange resin

The adsorption and regeneration mechanisms of phosphorus in anaerobic membrane bioreactor (AnMBR) effluent by anion exchange resins were investigated in this study. A strongly basic anion exchange resin (Amberlite IRA958) was selected due to its higher exchange capacity and antifouling performance. The effects of wastewater compounds, flow rate, and bed height of dynamic ion exchange column were determined. The dynamic ion exchange column exhibited stable treatment capacity and high exchange/regeneration capacity for phosphorus for long-term operation. However, humic acid could not be entirely regenerated by NaCl solution and the optimal regeneration protocol needs further investigations.     

无机锰吸附材料的制备及其锂离子的吸附性能

以氢氧化锂为原料,通过控制无机锰吸附材料合成反应条件制备了尖晶石型的LiMn2O4离子筛前驱体,经酸浸脱锂后获得对Li+具有特殊选择性吸附的尖晶石型离子筛。对无机锰吸附材料进行了XRD、SEM、BET表征,测定了离子筛对纯锂溶液和卤水中锂的吸附容量。结果表明,当离子筛制备体系的原料锂锰物质的比为0.5、800 ℃下反应15 h时,产品为近纯尖晶石型晶体,且具有较大比表面积。吸附实验表明,该离子筛在碱性含锂溶液中对Li+具有吸附性能,且吸附容量随着溶液pH和温度的升高而增大,在pH=13的纯锂溶液中最大吸附量可达32.251 mg/g,并在30 h达到吸附平衡。该吸附材料循环利用8次后,吸附量保持在18 mg/g以上,在西藏龙木错卤水中,对锂的吸附量达到11.273 mg/g。吸附过程符合伪二级动力学,表明吸附过程主要为化学吸附,且离子交换反应的控制步骤是颗粒扩散控制（PDC）。     

钡十字沸石吸附K+的热力学模拟及动力学实验

运用密度泛函理论模拟了钡十字沸石离子交换的热力学性质,确定钠型及铵型沸石与K+交换时,为放热反应;铵型沸石与Na+交换时,为吸热反应。采用水热法制备了钡十字沸石,并用XRD、FT-IR及SEM进行表征,制备的样品改性后用于模拟海水中K+的吸附动力学实验。结果表明：沸石离子交换后,其骨架结构保持不变;铵型沸石在模拟海水中对K+的吸附速率快于钠型沸石;钠型及铵型沸石在模拟海水中对K+的吸附属于准二级反应,膜扩散是控速步骤。     

除镍离子交换树脂的优选及其效能的研究

为优选除Ni~(2+)交换树脂,采用电镀镍废水(Ni~(2+)的质量浓度为80 mg/L)研究了5种阳离子交换树脂对Ni~(2+)的吸附等温式和吸附动力学,考察了其对电镀镍废水中Ni~(2+)的吸附交换容量、吸附交换速率、再生性能以及废水中共存离子对树脂处理电镀镍废水效能的影响。结果表明,在120 min内5种阳离子树脂对Ni~(2+)的吸附基本达到平衡,吸附等温线均符合Freundlich吸附,吸附动力学均遵循准二级动力学方程;KP752和CH-90树脂对Ni~(2+)吸附交换容量分别为22.421和22.831 mg/g,吸附效果最好,并且2种树脂对Ni~(2+)的回收率都可达80%以上;共存的Ca~(2+)、Mg~(2+)会显著影响CH-90树脂吸附Ni~(2+)的效果,而对KP752树脂的影响较小。     

纳米腐殖酸基离子交换复合树脂动态吸附-脱附冶金镍镉废水

系统研究了纳米腐殖酸基离子交换复合树脂在多离子共存体系中对Ni²⁺/Cd²⁺的选择吸附性能。以此为基础,通过多柱串联、饱和吸附、洗脱液套用方法完成了对Ni²⁺、Cd²⁺冶金废水资源化治理研究,用扫描电镜(SEM)、红外光谱仪(FTIR)、热重分析仪(TG-DTA)、X射线光电子能谱仪(XPS)及N₂吸附-脱附分析仪(BET)等物理手段对复合树脂的微观形貌、化学结构、耐热性、元素组分变化及孔径分布进行表征。研究结果表明:纳米腐殖酸基复合树脂对Ni²⁺、Cd²⁺离子具有吸附速度快[0.55～1.50 mg·(g·min)^-1]、交换容量高(Ca²⁺、Mg²⁺共存体系中对Ni²⁺、Cd²⁺吸附容量分别为139 mg·g^-1和148 mg·g^-1)、选择性能好等优点,回收溶液中镍和镉离子浓度和纯度高(分别为45.15 g·L^-1和 39.17g·L^-1,且C_Ni(Ⅱ)/C_total 0.989,C_Cd(Ⅱ)/C_total 0.994);吸附-洗脱200次后,其物理、化学结构性能稳定;断面形貌变化不明显,交换容量基本不变,可重复使用;比表面积、平均孔径及孔容分别为1189.85 m²·g^-1、30.2 nm 和0.96 cm³·g^-1,热稳定性能好;氮含量从16%降至12%、氧含量由26.49%升至29.96%,交换容量由5.38mmol·g^-1升至6.06 mmol·g^-1。     

铜（Ⅱ）离子印迹复合膜的静电组装法制备及其吸附特性

将聚丙烯酸和聚亚乙基亚胺-Cu（Ⅱ）络合物通过静电作用交替组装到聚丙烯微孔膜（MPPM）表面,再通过环氧氯丙烷的交联,使组装层形成交联体系,洗脱除去Cu（Ⅱ）离子,制得Cu（Ⅱ）离子印迹复合膜。采用FTIR、XPS和ESEM对膜表面的化学组成及物理形态进行了表征。制得的离子印迹复合膜具有良好的亲水性和稳定性,吸水量能够达到MPPM的819倍以上;在1.5 mol·L^-1 的NaCl水溶液或55℃水浴中振荡洗涤48 h,膜表面的组装层质量能保持在94%以上。平衡吸附实验结果发现,离子印迹复合膜对Cu（Ⅱ）离子具有良好的吸附能力与高的选择性,饱和吸附量可达112.87 mg·cm^-2,以Pb（Ⅱ）、Zn（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）、Co（Ⅱ）、Mg（Ⅱ）或Mn（Ⅱ）作为竞争离子,膜对Cu（Ⅱ）离子的选择性系数分别达17.72、26.66、17.43、16.87、29.72和19.75。吸附热力学与动力学研究结果表明,吸附属于单分子层吸附,吸附主要受化学作用控制。制得的离子印迹复合膜具有良好的再生能力,10次吸附-脱附循环后,对Cu（Ⅱ）离子的吸附量能保持在90%以上。