雜化改性高分子多孔材料及其除磷效果的研究.pdf

1、水體富營養(yǎng)化是一個全球性的環(huán)境問題，磷是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的主要因素。因此，去除水中的磷是控制水體富營養(yǎng)化最直接的方法，除磷的方法包括化學(xué)法、生物法和吸附法等，其中吸附法由于操作簡單、去除率高、成本較低等優(yōu)點而被廣泛運用。氧化鑭作為一種對磷酸鹽具有高吸附容量的稀土材料，受到越來越多環(huán)境工作者的關(guān)注。然而氧化鑭自身粉末狀的結(jié)構(gòu)并不利于其在污水處理中的回收利用，因此需要一種介質(zhì)將氧化鑭固載，解決回收難的問題。聚偏氟乙烯（PVDF）作為一種具有

2、較好機械性能、化學(xué)穩(wěn)定性、可塑性等特點的高分子材料而成為理想的載體。
　　本文通過先將氧化鑭與PVDF雜化，制備出具有吸附效果的基礎(chǔ)復(fù)合材料，并采用靜態(tài)吸附的方法考察了材料對磷酸鹽的吸附效果。主要研究了氧化鑭顆粒的添加量、基礎(chǔ)材料的投加量、溶液pH對材料除磷效果的影響以及材料吸附磷酸鹽過程中的吸附動力學(xué)和吸附模型等方面。實驗結(jié)果表明，基礎(chǔ)材料對磷酸鹽的吸附能力受氧化鑭摻雜量的影響很大，吸附效果受pH的影響很大，pH在3左右時，吸附

3、效果最好。去除效果受溫度的影響較小，但溫度可以提高吸附反應(yīng)的速率，縮短吸附平衡時間。對實驗的吸附機理和吸附類型研究發(fā)現(xiàn)，材料對磷酸鹽的吸附過程較符合La ngmuir等溫吸附模型和準二級動力學(xué)方程。
　　然后采用原位縮聚的方法將乙胺、乙二胺、三乙胺和聚乙烯亞胺分別加入到鑄膜液中對雜化膜進行改性，研究了不同胺的添加量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間對基礎(chǔ)材料改性性能的影響。根據(jù)改性效果，選取了經(jīng)乙二胺改性的材料做詳細的靜態(tài)吸附實驗。實驗主要研究

4、了材料的投加量、溶液pH、吸附動力學(xué)、吸附模型等方面，并與基礎(chǔ)材料進行對比。實驗結(jié)果表明，經(jīng)乙二胺改性后材料對磷酸鹽的吸附容量有很大程度的提高，材料對磷酸鹽的最佳pH值依然在3左右。經(jīng)吸附動力學(xué)和吸附模型擬合表明，材料對磷酸根的吸附依然符合La ngmuir等溫吸附模型和準二級動力學(xué)方程，依然是自發(fā)進行的放熱反應(yīng)，不同之處在于反應(yīng)中的熵變成了負值。
　　最后對材料進行再生研究，考察了脫附劑的種類、NaOH濃度、助脫劑的種類、再生液