经丁二酮肟修饰的改性皂土对废水中镍的吸附研究

经丁二酮肟修饰的改性皂土对废水中镍的吸附研究

中国环境科学 2009,29（7）：713- 丁二酮肟改性膨润土改性膨润土对废水中镍的吸附 张东，宋恩军，张丽丽，任光军（沈阳工业大学环境与化工学院，辽宁沈阳） 摘要：利用十六烷基三甲基溴化铵（c1MAB）改性膨润土及其表面，制备了一种新型固体吸附剂。 研究了吸附剂在水中对Ni的吸附行为。结果表明，固体吸附剂对Ni1在水中具有较强的吸附能力。吸附能力受pH值、介质温度和吸附时间的影响。吸附行为符合吸附等温模型和HO准二阶动力学方程，吸附焓变（△G）为58./ol，各温度下吸附自由能变化（△G）为0，熵变（△为0），吸附反应为吸热的自发过程。用Ni吸附的二酮美肟改性的膨润土改性膨润土可以用O.1mol/L HNO3溶液洗脱再生。关键词：二酮肟（DMG）：改性：改性膨润土;镍：吸附行为：电镀废水 中图分类号：X703.1 证件识别码：A中图分类号：1000—6923（2009）07—0713-05 r..

，-jun，张丽丽，-jun（ing，sity， ，China）.ience，2009,29（7）：713-717 ：e（DMG）. 的 . .alue 的 . nad 时间。 nad ·-.△/-/）.759kJ/mo1. ，es（△G），（△ . 纳钕 . .1mol/LHNO3. :(DMG）;;;;;电镀等行业产生的含镍废水，传统处理方法可选择性地与Ni2+结合。通过静态浸渍法9[1，主要方法有化学沉淀法、离子交换法、吸附法、蒸发DMG法等，可对改性膨润土0具有浓缩法和膜分离法等功能。其中一些方法产生大量的疏水性固体吸附剂。本研究显示，十六烷基三烯含镍废渣易造成二次污染，部分处理效果较差。甲基溴铵（CTMAB）改性为膨润土，再进行DMG近年来，一些新型吸附材料被应用于含镍废水的表面改性，制成用于处理水2[inch中的Ni2+的新型吸附剂，如碳纳米管、生物膜等，但这些材料被吸附，对吸附条件进行了研究， 讨论了吸附机理，应用成本较高。Ni2+在含镍废水中的吸附是含镍废水的一种廉价且容易获得的材料，因为它为表面处理提供了参考。积累量大，吸附性能和阳离子交换能力好，已得到广泛应用 1 环境治理等领域的材料与方法 4 [J.但膨润土吸水性强，遇水会膨胀形成胶体浆状，不能再生，重复1.1试剂和主要仪器。膨润土用季铵盐阳离子表面活性剂改性，膨润土（化学纯，）;CTMAB是改变其性能6[吨]的有效手段。

但是经过修改。日期：2008-11-16 水性非极性表面，不能吸附重金属离子。 基金： 辽宁省教育厅科技研究项目 N（） Oxime （DMG） 是一种具有官能团的疏水性显色剂。责任作者，工程师，@sina.tom 714 中国环境科学，第29卷（国药集团化学试剂有限公司）;DMG（国药集团直接测定法;总磷（TP）用磷钼蓝光测定试剂有限公司）;镍标准溶液（0.1g/L）：用镍粉测定;用重铬酸钾法加1法测定COD，制备改性改性文献[1O]法，将稀释前后的膨润土在红外灯下充分干燥，取少量溴化溶液;根据文献中的[1l]方法制备不同pH值的缓冲溶液。钾混合研磨压，以空白溴化钾片为背景，除另有说明外，以上试剂均为纯分析用，实验用于红外光谱。水为蒸馏水.2 结果与讨论 原子吸收分光光度计（TAS I型，北京综合分析）;傅里叶变换红外光谱仪（WQF-410,2.1吸附剂的表征）。图1显示了膨润土改性前后的红外光谱。1.2 实验方法从图1可以看出，膨润土的改性改性（谱线1）为3631，近1_2_1膨润土称重提纯干燥，得到A1-0-H的膨胀和弯曲振动峰值和弯曲振动吸收：膨润土40g通过200目筛，置于3435中，浓度为50g/L， 将膨润土层间结构水H-O的300mL细长CTMAB溶液加热，在80°C的水浴中加热搅拌12h，吸收收缩振动和弯曲振动，其所含膨润土晶格中含有自然冷却至室温，抽滤，用蒸馏水洗涤多次，直至反射出无结晶水;1041,796,777,694厘米。

。附近是Si-O-Br（用AgNO3溶液测试），在90~C下干燥，研磨超过200目Si和Si-0的振动吸收：和525，靠近筛子，得到改性膨润土J.将15g改性膨润土浸入含有Si-O-Mg和Si-0-Fe的弯曲振动峰中[J.在/mLDMG无水乙醇溶液中，在60~C下搅拌30min，静置老化，抽滤，在60~C烘箱中干燥老化24h，得DMG改性膨润土，放入棕色瓶中备用。包衣1_2_2静吸附实验 取镍标准溶液4.0mL，置带塞的50mL刻度比色管中，加5mL20%柠檬酸钠，摇匀，加pH8缓冲液5mL，加水定容，加0.1gDMG改性改性膨润土。密塞，振荡吸附30min，用微孔滤膜过滤，测定滤液中N的含量，按公式（1）计算吸附容量：图l红外光谱表征qe：—r~（Co—-Ce）（11图1 FT—。膨润土 2.改性膨润土 3.DMG 改性改性膨润土 4.DMG5.CTMAB 其中：g。对于平衡吸附容量，mg/g;是溶液的体积，L;C0 是 Ni。初始浓度，mg/L;对于平衡浓度，mgm;膨润土经CTMAB修饰后（第2行），在2920处，对于吸附剂的质量，c-H拉伸振动吸收峰出现在g附近，1_2_3洗脱实验中吸附后的沉淀用2 CTMAB水洗涤（第5行）。

'C次接近N-CH2，加入0.1mol/L的HNO3溶液5mL，振荡洗脱-H变形振动附近出现，在721cm处10min，测定洗脱液中Ni的含量，按式（2）回近出现--（CH2）。结构水的C—H面内摆动吸收率为：当构造水的H—O膨胀振动峰值和弯曲振动吸收C从原来的3435向3411移动时，f%1=-two-one×100%f2（co-Ce）one，表明含有长碳链的季铵盐阳离子为洗脱回收率，%;是洗脱液的体积，L;它进入膨润土的层间结构，并与层间结构一起发生水C是沉淀液中Ni的浓度，mga_。 I] 引文。 1。2.4 溶液中的Ni2+，经DMG改性后（第3行），被火焰原子吸收后（第3行），改性膨润土3411， 7 张东等：二酮肟715改性膨润土对废水中镍的吸附 715附近的H-0振动峰由于DMG的掩蔽而降低 2_2.2 振荡吸附时间对吸附能力的影响 由图3 弱， 在指纹区域，出现DMG的特征吸收峰。可以看出，温度和吸附时间达到平衡既是时间又是吸附能力。对DMG附近的N—O—H的吸收有影响，达到平衡所需的时间随温度、峰值1363和附近N—O膨胀振动峰值的升高而减小，吸附能力逐渐增大。在每个温度下，吸附30 min基本达到附近的C=N吸收峰，没有出现明显的平衡，因此选择30 min进行实验。变化。

结果表明，DMG的N—o—H和C=N没有改变 2.2.3 吸附等温曲线和吸附热力学 对于固液膨润土的作用，这为与Ni的络合提供了保证【】。常用的体系吸附行为和吸附 2.2 静态吸附实验用等温方程描述。2-2.1 pH Ni含量变化两个吸附等温方程的影响 O.1mgm/L的形状为：4.0mL镍标准溶液，在50mL比色管中，11，：=—不同pH值的+f3缓冲溶液，用水固定至50mL，按吸附qe KLqm qm实验法测定改性膨润土和DMG改性的吸附量： Inqe=nIKF+（4） 测定了改性膨润土对NiZ+的吸附能力。从图2可以看出，在每种pH介质中，改性膨润土为Ni2+的分子式为：‰为饱和吸附容，mg/g;KL是吸附几乎不吸附的，DMG改性后，吸附率很大，但当pH值恒定时;KF是吸附常数，也是常数。当该值为7~10时，吸附速率达到最大值。因此，根据图4中的数据，本实验选择了pH为8和pH为8的缓冲溶液。拟合方程，参数见表1.E 平衡浓度（mg/L）图4 不同温度下的吸附等温曲线图4 表1及吸附等温拟合参数 从拟合曲线相关系数的比较可以看出，DMG改性改性膨润土在Ni2+处对浓度和温度范围的影响是一致的镍在不同温度下的吸收 如图3所示 吸附等温。根据 Van'tHoff 方程： 716 中国环境科学 29 卷 ln（_ln（+（] 5（） 根据公式，将 ln 与 1/T 作图，得到方程： 式中：当Ce为绝对温度时，可溶性InK2对应一定吸附量：a 9165.4 +25-832 （R2=0.993） （9）溶液中溶质的浓度; 是恒定的; △ 天为吸附的焓变; 为气体常数。根据斜率，将吸附活化能Ea=76./o1.1n（Ce）与1/T作图，回归运算为：对于表观活化能大于40kJ/mol的吸附，化学ln（Ce）=7067.5 A 24.726（Re=0.994） （6）学习键的作用 II.2_2.5 再生剂的选择和吸附剂的稳定性 吸附焓变（△ 吸附后在最佳条件下吸附条件下，用不同浓度的硝酸溶解固液吸附体系洗脱Ni2+，按照文献[16—18]的方法，将Ni2+洗脱在液体（浓度0.05~2.0mol/L）或EDTA溶液中（按吉布斯方程：0.25%~2.5%）中洗脱，计算回收率。结果表明，HNO溶液的洗脱回收率最高，△G为吸附吉布斯自由能的变化。为了平衡吸附体系中0.1mol/L的HNO3溶液用量为5mL时的振荡洗脱数，这是吸附等温方程中的吸附系数，最高回收率为99.7%，将表1中各温度的值代入式（7）中0.1mol/L.出△G值。在实验条件下，上清液保持无色透明;再生后与吸附有关的熵变化可以用吉布斯水洗。吸附剂，在60°C的烘箱中干燥。 结果表明，DMG改性AS = （A - △G）/（8）改性膨润土的性质相对稳定。式中： △为熵.2_2_6共存物质的影响 表2列出了在含Ni2+40mg/L的体系中计算的△和AG和△，分别加入不同量的不同类型的干涉离子，并在表2中加入1.0g吸附剂吸附热力学参数，按实验方法吸附， 吸附量误差控制在土壤中），nma ic在土壤的5%以内，结果表明Na、K、NH4、NO3、PO4、CI I、柠檬酸盐、苹果酸、酒石酸等含量均在1000倍;500倍Cr6、Mn2、S042、H2PO2;100倍Ca2+Cr3、Mg2+、Cu2、Fe、A1、Ag、Zn。

;，50倍于Pb2+，Mn对吸附无影响。AH0，表示吸附过程为吸热过程，以60kJ/mol3应用实例/mol表示吸附过程具有配位基团交换功能[14,191，这是DMG与Ni之间配位的体现。AG分别取2个化学镀镍冲洗厂的电镀废水为负水，说明吸附过程为自发过程，分别为500mL在1L瓶塞烧瓶中，将pH值调节至8-9，并加入一个正值，这是由于“置换效应”的存在，即 1mol加入2.0g吸附剂，振荡30min，用微孔滤膜过滤，可测得Ni置换2mol的H+，导致熵增。测定滤液中的镍含量;用10mL洗脱液洗脱固体，在实验过程中，吸附在非缓冲体系中，可以通过过滤来监测pH值。洗脱液中镍含量的测定。同时，储备液的变化过程，9.01至5.86再至6.21，滤液和洗脱液中总磷和CODc的含量，以及结果2.2.4 动力学分析常用于描述吸附动力学见表3。根据参考文献[14]中的方法，结合图3中的数字，从表3可以看出，吸附剂对废水中的N数据有影响。采用一阶和二阶动力学方程分别进行拟合和分析。结果表明，Ni在DMG改性膨润土上的吸附动力学能够实现Ni吸附回收。处理后的废水中的Ni2+符合HO准二阶动力学方程（均大于0.99）。 排放标准 2 [Just. 7 Zhang Dong et al.： of of by with oxime 717 4 结论[1O] 国家环境保护总局《水废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法 Oral .4 .北京： 中国环境科学出版社， 2002： 4.1 固体吸收 210 213,246-248,373-375 在改性膨润土上装载DMG制备。该添加剂对水中的Ni2+具有良好的吸附能力。其吸附能 [11] 夏玉玉.实验室技术人员实用手册[M].北京：化学工业出版社，1999： 力随温度和吸附时间的增加而增加.376.膨润土加工与应用【.北京：化工出版社 4.2 其吸附行为符合吸附等温模型学会.2005：69-74.和HO准二阶动力学方程，吸附反应为吸热反应[13]Wu .现代傅里叶变换红外光谱及其应用（上）DdJ. 吸附过程具有配位键的存在。科技文献出版社，1994：582-640.4.3 DMG吸附Ni2+改性改性膨润土可用[14] 张东， 苏惠东， 高红， et al.涂有钛酸锶锶粉末的二硫酮腙，用于洗脱和再生铅0.1mol/L在HNO3水溶液中的再生。化学学报，2007,65（22）：2549—2554.[15] 周利民， 王一平， 黄群武， 等， 改性磁性壳聚糖微球对Cu、Cd和Ni的吸附性能.物理化学学报，2007,23（12）：1979一 参考文献：l984.…闰鳐。化学镀镍废液处理方法研究[D].哈尔滨：东北农业[16] 魏瑞霞， 陈金龙， 陈连龙， 等. 2 噻吩乙酸在三种不同树脂上的吸收， 2002.高等学校化学学报，2004：25（11）： 2【】 ,,,eta1.（1I），Cr（VI），2095—2098.Fe（III）和Ni（II）从1叵 [17]HoY-S.： on [J].，-【】.on—2009,149（1—3）：319-324.，2006,15（1）：81—86. 3【】 ，HuaJ，，eta1. 【18】HoY-S.rom /【】.，2003,37：2323—2330.Ni（II）andSr（II.）[J1.，2009，【I9】， Klein （213）：923—928. 土壤：， d 4【】 S， R.） fiom t