多孔不銹鋼基氧化鋁膜對(duì)水溶液中Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)的去除性能研究.pdf

1、近年來，隨著工業(yè)的發(fā)展、農(nóng)藥濫用和城市化的加劇，水體污染也日益嚴(yán)重。在眾多水體污染源中，以重金屬離子的危害最大，因而對(duì)重金屬污染的治理刻不容緩。重金屬離子的去除方法有化學(xué)沉淀法、電化學(xué)法、生物法、膜分離法、離子交換法、吸附法等。其中，吸附法因具有吸附效率高、運(yùn)行成本低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。但吸附劑單獨(dú)用于重金屬去除時(shí)往往回收困難，重復(fù)利用性差。為解決這一問題，經(jīng)常用合適的載體將吸附劑固定化。本研究通過懸浮粒子燒結(jié)法，將水熱合成

2、的具有吸附能力的γ-Al2O3納米粒子固載于316L多孔不銹鋼基體上，并用其吸附水溶液中的Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)，得到如下主要結(jié)論。
　　1.掃描電鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)測(cè)試表明，γ-Al2O3納米粒子被均勻涂在了316L多孔不銹鋼基體上，所得氧化鋁膜層分布均勻、連續(xù)性好，未出現(xiàn)覆蓋不全的現(xiàn)象，膜層沉積厚度約20μm。用滴定法測(cè)得氧化鋁膜的等電點(diǎn)為8.93。氧化鋁膜錯(cuò)流過濾pH調(diào)為3.0的去離子水后，用ICP-MS測(cè)得

3、溶液中鐵、鋁元素析出量分別為0.378mg/L和0.085mg/L，符合我國(guó)飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中鐵、鋁元素濃度不得超過0.6mg/L和0.2mg/L的規(guī)定，由此可見膜的化學(xué)穩(wěn)定性較好。
　　2.氧化鋁膜對(duì)水溶液中單一存在的Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)的吸附結(jié)果表明，該膜對(duì)單一Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)的最佳吸附pH分別為3.0-4.0和8.0-9.0，吸附均符合動(dòng)力學(xué)準(zhǔn)二級(jí)模型和朗格繆爾吸附等溫模型，最大吸附量分別為0.603mg/g和0.39

4、9mg/g。
　　3.氧化鋁膜對(duì)水溶液中共存的Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)的競(jìng)爭(zhēng)吸附結(jié)果表明，在pH=5.5，溫度為室溫時(shí)，膜對(duì)單一溶液中兩種重金屬離子的平衡吸附量分別為0.307mg/g和0.181mg/g，對(duì)二元溶液中兩種離子的平衡吸附量分別為0.244mg/g和0.063mg/g。由此可見，膜對(duì)其中一種金屬離子的吸附量會(huì)因另一種離子的存在而降低。
　　4.選用pH值為4.0的HNO3溶液洗脫吸附Cd(Ⅱ)后的氧化鋁膜，經(jīng)過三

5、次吸附-洗脫循環(huán)后，HNO3對(duì)Cd(Ⅱ)的洗脫率約30％。選用pH值為10.0的NaOH溶液洗脫吸附Cr(Ⅵ)后的氧化鋁膜，經(jīng)過三次吸附-洗脫循環(huán)后，NaOH對(duì)Cr(Ⅵ)的洗脫率約90％。
　　5.氧化鋁膜對(duì)飲用水樣中Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能表明，經(jīng)處理后的水樣低于WHO關(guān)于飲用水中重金屬離子的限量標(biāo)準(zhǔn)。
　　多孔不銹鋼基氧化鋁膜對(duì)水溶液中重金屬離子Cr(Ⅵ)和Cd(Ⅱ)的去除效果較好，且吸附過程中膜的穩(wěn)定性較好。該