【摘要】：硅是無毒的元素,但在工業(yè)用水過程中易形成硅垢附著在管道內(nèi)壁或膜表面,腐蝕設(shè)備或污染膜。硅酸在水溶液中以分子態(tài)、離子態(tài)和膠體態(tài)的形式存在。在工業(yè)水處理中常用離子交換樹脂法去除硅酸,然而離子交換法只能去除離子態(tài)的硅酸,對分子態(tài)的硅酸處理效果不佳。因此,本研究用試鈦靈對離子交換樹脂進(jìn)行改性處理,以實(shí)現(xiàn)對不同形態(tài)硅酸的去除目的。本研究使用強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂接枝具有鄰羥基官能團(tuán)的試鈦靈分子,合成試鈦靈型樹脂,通過正交實(shí)驗(yàn)的方法考察試鈦靈溶液的濃度、pH、離子強(qiáng)度對接枝量的影響,篩選出試鈦靈型樹脂接枝的最佳條件為,試鈦靈溶液濃度8 mmol/L(0.2 g樹脂,50 mL試鈦靈溶液)、溶液pH為10、離子強(qiáng)度為不添加氯化鈉,所得最大接枝量是1.20 mmol/g。采用靜態(tài)實(shí)驗(yàn)的方法,研究了硅酸溶液p H、共存離子對試鈦靈型樹脂吸附硅酸的影響,結(jié)果為試鈦靈型樹脂對硅酸的吸附量是OH型樹脂的37倍,且在較廣的pH(4-10)范圍內(nèi)對硅酸的吸附保持不變,說明試鈦靈型樹脂能夠吸附不同形態(tài)的硅酸,對硅酸有良好的吸附性能。共存陰離子中除了B(OH)_4~-對硅酸的吸附量有一定影響之外,其余常見陰離子幾乎沒有影響,說明試鈦靈型樹脂對硅酸有一定的選擇吸附性。通過吸附等溫吸附模式(Freundlich、Langmuir、Temkin)和偽一級、偽二級動力學(xué)方程分析試鈦靈型樹脂對硅酸的吸附過程,結(jié)合熱力學(xué)數(shù)據(jù)探討其吸附機(jī)理,結(jié)果表明在三個(gè)溫度下都最符合Langmuir等溫吸附模式,屬均勻的單層吸附,最大理論吸附量分別是8.356 mg/g(25℃)(以Si計(jì))、6.576 mg/g(40℃)、6.045mg/g(55℃);試鈦靈型樹脂吸附硅酸的過程更符合偽二級動力學(xué)模式,是化學(xué)吸附過程;從熱力學(xué)角度講,該吸附過程是自發(fā)的、放熱反應(yīng),屬于物理吸附。結(jié)合吸附等溫吸附模式、吸附動力學(xué)和吸附熱力學(xué)的分析結(jié)果,試鈦靈型樹脂吸附硅酸不是某一類單一的吸附過程,而是以化學(xué)吸附為主的包含物理吸附和化學(xué)吸附的綜合吸附過程。為探討試鈦靈型樹脂的重復(fù)利用性,研究了不同洗脫液對吸附硅酸后的試鈦靈型樹脂的脫附效果,確定最佳洗脫液,并對樹脂的循環(huán)利用效果做出了評價(jià)。試鈦靈型樹脂酸洗并再接枝循環(huán)使用4次對硅酸的吸附量依然保持6.41 mg/g,是第1次硅酸吸附量的80%,說明樹脂能夠?qū)崿F(xiàn)再生循環(huán)利用。綜上,試鈦靈型樹脂對硅酸有較好的吸附性能,能夠去除水溶液中不同形態(tài)的硅酸,且能夠?qū)崿F(xiàn)循環(huán)利用,是理想的硅酸吸附劑。
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X703

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2706883