【摘要】： 重金屬污染來源廣泛且日趨嚴重,對生態(tài)環(huán)境安全和飲用水安全構(gòu)成了巨大威脅。支撐液膜分離技術(shù)由于具有傳質(zhì)速度快、選擇性好、分離效率高、成本低、無二次污染等優(yōu)點,近年來備受關(guān)注,特別適合于重金屬離子的分離與濃縮。但由于膜不穩(wěn)定、膜壽命短而限制了其大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。 本論文在現(xiàn)有支撐液膜分離技術(shù)的理論研究基礎(chǔ)上,探索合適的液膜分離體系,提出分散支撐液膜的概念,研究了幾種常見二價重金屬離子以及貴金屬離子在分散支撐液膜體系中的傳輸行為,解決了支撐液膜體系的穩(wěn)定性問題,建立了混合金屬離子分離回收的新方法,并通過傳質(zhì)機制分析,建立相應(yīng)的動力學模型,取得了以下研究結(jié)果： 1.以常見二價重金屬離子Co(II)、Zn(II)、Cd(II)、Cu(II)和Pb(II)為研究對象,有機膦酸酯PC-88A為流動載體,煤油為膜溶劑,研究了重金屬離子在分散支撐液膜體系中的傳輸行為,探討了影響金屬離子傳輸?shù)母鞣N因素。其最佳傳輸條件為：料液相pH分別為6.00、4.00、5.00、5.25、5.25；解析相中液膜相和解析液體積比均為160：40；解析液HCl濃度分別為4.00mol·L-1、4.00mol·L-1、4.00mol·L-1、4.00mol·L-1和5.00mol·L-1。在最佳條件下,傳輸率分別為94.4%(190min)、90.0%(190min)、82.7%(190min)、90.0%(130min)和88.9%(190min)。通過比較,發(fā)現(xiàn)分散支撐液膜不僅具有較高的傳輸效率,而且膜體系穩(wěn)定,膜的使用壽命長。 2.以貴金屬離子Ag(I)、Au(III)、Pt(IV)和Pd(II)為研究對象,選擇合適的流動載體,研究了金屬離子在分散支撐液膜中的遷移行為和規(guī)律,探討了影響金屬離子傳輸?shù)母鞣N因素。最佳傳輸條件為：流動載體分別為TOA、TOA、PC-88A和N503；料液相介質(zhì)分別為0.10mol·L-1 HNO3和0.10mol·L-1KSCN、2.00 mol·L-1HCl、0.50 mol·L-1 HCl和0.l0mol·L-1HCl;解析相中液膜相和解析液體積比分別為40：20、40：20、140：60和30：30；解析液分別為0.125 mol·L-1Na2S2O3、0.33mol·L-1KCN.7.00 mol·L-1HCl(?)1.60mol·L-1KSCN；在最佳條件下,傳輸130min,傳輸率分別為80.0%、100.0%、100.0%和79.8%。通過比較,發(fā)現(xiàn)分散支撐液膜具有較高的傳輸效率。 3.通過傳質(zhì)過程分析,建立了重金屬離子在分散支撐液膜體系中的傳質(zhì)動力學方程,計算出重金屬離子通過分散支撐液膜傳輸時的傳輸動力學參數(shù)d0和δa,并通過實驗得以驗證。 4.利用建立的分散支撐液膜體系,分別對Zn(II)和Cu(II).Zn(II)和Co(II).Cu(II)和Co(II).Pt(Ⅳ)和Co(II).Pt(Ⅳ)和Cu(II).Au(III)和Ag(I)以及Zn(II).Cu(II)和Co(II)進行分離。結(jié)果表明,該體系能夠?qū)崿F(xiàn)混合離子的有效分離。
【學位授予單位】：西安理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：X132
【圖文】：

載體S留在膜相內(nèi)，也以濃度差為推動力返回外相界面，在傳質(zhì)過程中，溶質(zhì)離子M+和X一的同向遷移，不僅發(fā)生在外相的MX濃度高于內(nèi)相時，而且只要外相中的MX離子濃度積高于內(nèi)相時，遷移仍可進行。其遷移機理如圖1一4(c)。(2)逆向遷移膜相中含有離子型載體，在原料液與膜液，膜液與接受液之間進行著離子交換的正、逆反應(yīng)，將被萃取的原料液(外水相)遷到接受液(內(nèi)水相)中，如圖所示。用酸性萃取劑HR作為金屬離子M+的載體，在外相界面上發(fā)生獷與H+的交換，生成的MR進入膜相，從載體交換下來的H+進入外相。M服在膜內(nèi)通過濃差擴散向內(nèi)相界面遷移。由于內(nèi)相溶液酸度高，在內(nèi)水相界面上發(fā)生獷與H+的逆交換

2.2.3實驗原理以PC一88A為流動載體，煤油為膜溶劑，二價重金屬離子在分散支撐液膜體系中的反應(yīng)和遷移過程見圖2一2，大致分以下幾個過程:a.料液相中的二價重金屬離子M(H)從料液相向料液相一膜相界面?zhèn)鬏敃r，假設(shè)M(n)在料液相一膜相界面內(nèi)的濃度變化是線性的，其傳輸遵守Fick第一定律，其傳輸通量為:d_，Jf=-止上嘆cf一e、)j�！� (2.1)式中:試為M(11)在料液相中的擴散系數(shù)，咨。為料液相一膜相擴散層厚度，cf為料液相中M(II)濃度，c。為料液相與膜相界面上M(II)濃度。b.在水相一膜相界面

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 方明中;孫水裕;陳華林;;飛灰吸附處理電鍍廢水中Cu~(2+)的研究[J];材料保護;2007年08期

2 鐘常明;方夕輝;許振良;;膜技術(shù)及其組合工藝在重金屬廢水中的應(yīng)用[J];環(huán)境科學與技術(shù);2008年08期

3 姚秉華;陳靜;永長幸雄;余曉皎;;苯酚在N-503/煤油支撐液膜體系中的傳輸分離[J];分析科學學報;2006年02期

4 羅志勇;張勝濤;鄭澤根;鄧銀;;電化學法處理重金屬廢水的研究進展[J];中國給水排水;2009年16期

5 余曉皎;姚秉華;周孝德;鄭懷禮;張建豐;;PC-88A為載體的大塊液膜體系遷移Pb(Ⅱ)動力學研究[J];光譜學與光譜分析;2009年07期

6 王璞;閔小波;柴立元;;含鎘廢水處理現(xiàn)狀及其生物處理技術(shù)的進展[J];工業(yè)安全與環(huán)保;2006年08期

7 徐靈;王成端;姚嵐;;離子交換樹脂處理含鉻廢水的研究[J];工業(yè)安全與環(huán)保;2007年11期

8 李增新;薛淑云;;廉價吸附劑處理重金屬離子廢水的研究進展[J];環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備;2006年01期

9 徐徽;皮關(guān)華;陳白珍;石西昌;李俊麗;;用溶劑萃取法從堿浸液中回收鉬的研究[J];湖南師范大學自然科學學報;2007年01期

10 楊鐵金;苗壯;李英杰;邢進;;Cd(Ⅱ)在D2EHPA為載體的乳化液膜體系中的遷移行為[J];膜科學與技術(shù);2006年06期

相關(guān)博士學位論文 前2條

1 高永;去除水中有害金屬離子的膜化學反應(yīng)器研制及其機理研究[D];天津大學;2006年

2 余曉皎;工業(yè)廢水中重金屬離子的液膜傳輸分離研究[D];西安理工大學;2007年

相關(guān)碩士學位論文 前7條

1 潘澤強;從鈷廢料回收鈷產(chǎn)品[D];中南大學;2004年

2 陳靜;含酚廢水的支撐液膜分離研究[D];西安理工大學;2005年

3 位方;對硝基酚的支撐液膜傳輸研究[D];西安理工大學;2006年

4 施紅;生物吸附法處理廢水中重金屬離子的研究[D];河海大學;2006年

5 洪新藝;支撐液膜分離過程傳質(zhì)與膜穩(wěn)定性研究[D];福州大學;2006年

6 呂志江;改性粉煤灰去除廢水中重金屬離子的研究[D];湖南大學;2008年

7 張曉蕾;復(fù)合式膜生物反應(yīng)器在城市污水處理中的應(yīng)用研究[D];中國石油大學;2009年

本文編號：2753592