对重金属的去除效果影响较大的是离子交换树脂[9]的性能。 常见的离子交换树脂有:阴离子交换树脂、阳离子交换树脂以及鳌合树脂等等。 在处理废水的时候,重金属离子与树脂上的阳离子进行交换,从而去除重金属离子。 使用聚合体较高的阳离子交换阴离子构成阴离子型离子交换树脂,处理废水中的酸根离子。 使用鳌合树脂, 可以有选择地与重金属离子进行交换。它的特点是: 处理的量比较大、处理的效率很高、性能好等许多优点而受到追捧。有报道指出, 使用钠型氨基酸鳌合树脂来处理废水中的重金属铜离子,处理完毕后,水中的Cu离子浓度低于0。015mg/L。 在淀粉上通过聚丙烯制备得到带有氨基官能团的鳌合树脂,检测得,在酸碱PH值等于6。0时, 鳌合树脂对废水中的铜离子的交换速率较快。达到了3。0mmol/g的高吸附量。
近几年, 研究者关注到纤维素物质的作用,并且聚焦在天然纤维领域。 它的优点在于低廉的价格,广泛的来源,可以作为优良的离子交换剂。 作为一种新的离子交换材料,在处理废水中的重金属离子方面也得到了较快的发展与突破。 通过改性聚丙烯,去除废水中的Cu离子, 处理的结果也达到了国家的排放标准。
1。2。7 膜分离法
膜分离法[10]是采用一类较为特殊的半透膜, 利用其选择透过性。在压力的作用下,含有重金属的废水留过膜面,对废水中的离子进行渗透,达到去除的目的。用以净化废水的膜分离法现在主要有:超滤、反渗透、电渗析、纳滤等等。其中,电渗析法常用来处理镍、锌、铬、铜等重金属废水,回收效率达到99%以上。而纳滤则常用于处理铜、铬废水, 这种方法的优点是相变稳定,可在常温下进行,操作简单,且处理效果好。能够很好地对废水中的重金属离子做到去除或者再回收利用,没有二次污染,所以这项技术的应用前景较好。
1。2。8 吸附法
吸附法,顾名思义,是利用吸附剂把废水中需要去除的物质吸附在其表面,从而达到去除目的的一种方法。一般情况下我们根据吸附剂的选用不同和吸附性的不同,把吸附法分为以下三类: 第一类,物理吸附,不发生化学反应,吸附剂与物质之间只发生物理作用力。 第二类, 化学吸附,即通过化学反应达到吸附的效果。第三类,利用静电[11]的作用,使物质富集在吸附剂表面。总体来说,吸附的原理就是使吸附剂与待去除的离子间形成化学键,分子间作用力,或者静电引力来达到净化的目的。
1。2。9生物处理法
生物处理法是来源简单的处理方法,它是利用生物体独特的化学结果和性能,来吸附废水中的重金属离子的一种方法。生物处理法基本可分为:生物絮凝[12],生物化学,生物吸附等几类。 这种方法因其来源广泛,成本低廉,没有二次污染等一系列优点而受到研究者的重视。 近几年,部分学者致力于细菌,真菌等微生物处理废水的课题,取得了许多成果,验证了生物法处理废水的可用性。 然而,生物处理法又面临原料制备时间较长,处理具有选择性等问题,所以这种方法还处于论证阶段,尚不能规模使用。
1。3常用吸附剂材料的研究现状
1。3。1农业废弃物吸附剂
1。3。2传统活性炭吸附剂
1。3。3 碳纳米管材料
1。3。4 氧化石墨烯材料
1。3。5 聚苯胺材料
1。3。6 壳聚糖材料
1。4 本论文的选题思想和主要内容
在工业化进程日益加快的今天,人类的生产生活离不开对重金属原料的使用,随之而来产生的大量重金属废水逐渐成为环境保护方面一大重点和难点问题。由于重金属离子在自然环境下不会自然降解,所以需要找到合适的方法对它们进行处理。该方法要求处理效率高,效果好,价格低廉,来源广泛,且不会产生二次污染,最终,吸附法脱颖而出。在当前的科学技术背景下,众多的品类复杂的吸附材料应运而生。既有耳熟能详的活性炭材料,生物吸附材料,也有还不为大众熟知的壳聚糖材料,碳纳米管材料等等。使用活性炭时,要想增强其活性,需要扩大它表面的孔隙率,使得重金属离子能够更好的吸附上去。 使用生物吸附材料时,介于其本身的理化特点,吸附效果相较于其他种类的吸附剂不是特别理想,不过它的来源广泛,价格低廉,这方面优势还是值得考虑。壳聚糖材料虽然能够从自然生物中直接获得,但它的使用环境较为苛刻,吸附后的产物也不便于回收。碳纳米管材料不能直接作为吸附剂,需要通过化学改性,提高其表面的吸附点位,才可以用来处理重金属废水,改性的过程费时费力,也没有什么优势。基于以上几点,本文我们采用了氧化石墨烯(G0)这一新型的材料。由于石墨的骨架结构上具有巨量的羟基,羧基等环氧基团[20],这些基团在接近重金属离子的时候,会与其产生静电,继而吸附在一起。 理论上,石墨烯因其独特的平面单原子层结构,会拥有非常大的比表面积,帮助其能容纳更多重金属离子。在众多的吸附材料中,制备氧化石墨烯和石墨烯的工艺较为简单,成本也有优势。文献综述