载铁_锆复合树脂对水中锑的吸附效能研究_刘兴旺

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1、·244·IonExchangeandAdsorption2016年6月离子交换与吸附,2016,32(3):244~252IONEXCHANGEANDADSORPTION文章编号：1001-5493(2016)03-0244-09doi:10.16026/j.cnki.iea.2016030244*载铁-锆复合树脂对水中锑的吸附效能研究1,2,312,3刘兴旺陈建宏陈健巧1中南大学资源与安全工程学院，长沙4100832湘潭大学环境科学与工程系，湘潭4111053重金属污染控制湖南省普通高等学校重点实验室，湘潭411105摘要：为探讨新型

2、金属氧化物负载型树脂对水中Sb(V)的吸附效能，以D201树脂为载体，制备得到一种铁-锆水合金属氧化物负载型树脂吸附剂，通过静态、动态吸附试验，考察了该吸附剂对水中Sb(V)的吸附效能。研究结果表明，通过化学负载处理，在D201树脂载体上负载有均匀、致密的铁-锆水合金属氧化物吸附层。载铁-锆复合树脂对Sb(V)的最大饱和吸附容量为73.75mg/g。在反应时间为90min内，该吸附剂对水中Sb(V)的吸附快速达到吸附平衡状态。2-最佳的反应pH值范围为2.82~4.30。水中共存的SO4对该吸附剂的Sb(V)吸附量的影响较为--显著，而C

3、l、NO3的影响相对较小。该吸附剂对废水中Sb(V)的去除率达98.9%，出水中残余锑浓度满足《锡、锑、汞工业污染排放标准(GB30770-2014)》中锑的排放浓度限值。关键词：复合树脂；吸附；锑；铁；锆中图分类号：O647.31,TQ322.4,V258文献标识码：A1引言锑对人体及环境生物有一定的毒性作用，能通过呼吸道、消化道、皮肤等途径进入人[1]体，从而引起锑中毒，锑及其化合物被多个国家列为重点控制污染物。我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中锑的控制限值为0.005mg/L。2014年5月16日，国家环境保护部

4、联合国家质量监督检验检疫总局发布的《锡、锑、汞工业污染排放标准(GB30770-2014)》中规定，工业废水中锑的排放浓度限值为0.3mg/L。随着相关标准的颁布实施，废水中外排的锑污染物控制浓度要求日益严格，这对传统的废水除锑技术提出了[2]新的更高的要求。[3][4]现有的废水除锑技术包括混凝沉淀、膜过滤、吸附等工艺。相对于这些方法而言，吸附法具有高效、运行成本低、操作简便等特点，成为含锑废水深度处理工艺的研究热点。铁、锰、锆等金属水合氧化物对水中锑具有较强的吸附能力，但直接采用金属水合氧化物*收稿日期：2016年1月7日项目基金：湖

5、南省社会发展支撑计划一般项目(2009SK4008).作者简介：刘兴旺(1978~),男,湖南省人,副教授,博士研究生.E-mail:lxwsa@xtu.edu.cn第32卷第3期离子交换与吸附·245·作为吸附剂处理含锑废水，较难重复回收利用，处理过程中会产生大量废水处理污泥，且处理效率相对较低。将传统的铁、锰等金属水合氧化物负载至离子交换树脂等载体上，制[5-6]备复合型吸附树脂，不仅能提高金属水合氧化物的除锑效率，而且能够实现其重复再生。[7]铁、锰、锆等单金属或多金属水合氧化物对废水中锑具有较强的吸附容量，然而多金属水合氧化物与离

6、子交换树脂复合吸附剂对水中锑的吸附效能研究相对较少。本文以阴离子交换树脂为载体，采用化学沉积的方法制备铁、锆金属水合氧化物复合吸附剂，通过静态、动态吸附试验，考察了其对水中锑的吸附效能，为新型除锑吸附剂的工程应用提供理论依据。2实验部分2.1实验材料2.1.1实验药品D201树脂，江苏苏青水处理工程集团有限公司；NaSb(OH)6，分析纯，上海实验试剂有限公司；FeCl3，分析纯，上海实验试剂有限公司；ZrOCl2·8H2O，分析纯，国药集团化学试剂有限公司；NaOH，分析纯，上海实验试剂有限公司；盐酸，分析纯，上海实验试剂有限公司。2.

7、1.2实验仪器HQ30D多参数水质分析仪(美国HACH公司)；TS-200B台式恒温摇床(上海天呈实验仪器制造有限公司)；ICAP-6300电感耦合等离子发射光谱仪(美国热电公司)；CAMBRIDGES-360SEM-EDS扫描电镜(剑桥仪器公司)。2.2实验方法2.2.1吸附剂的制备2.2.1.1Fe-Zr-D201复合吸附剂采用ZrOCl2·8H2O、FeCl3、浓盐酸，配制成含有Zr0.02mol/L、Fe0.5mol/L、盐酸浓度5%的铁-锆负载液。取20.0g预处理后的D201树脂加入烧杯中，向烧杯中加入1000mL铁-锆负载液

8、，以120r/min的转速在室温下搅拌反应4h，然后用真空抽滤机去除悬浊液中剩余的负载液，向树脂中加入5%NaOH溶液，直至反应后pH>9，然后用去离子水冲洗吸附剂至中性，干燥后得到Fe-Zr