树脂基金属复合材料对磷酸盐的吸附行为与机理

发布时间：2025-06-25 23:23

　　大量磷酸盐的排放引发水体富营养化等污染问题,严重影响了生态平衡和饮用水安全。纳米复合吸附剂在水污染治理上已有广泛的应用并且展示出巨大的潜力。本文合成了载铁吸附树脂、载镧和载FeOOH的阴离子交换树脂三类树脂基金属复合材料,以磷酸盐为吸附质,考察了比表面积、孔径、官能团和金属纳米颗粒等因素对吸附行为的影响,探究了吸附过程作用机理。（1）后交联反应是有效调控比表面积的手段,不同Friedel-Crafts反应时间可以制备具有比表面积的吸附树脂。后交联程度越高,树脂的比表面积越大,极性基团接枝减少,疏水性变强,导致可利用的吸附位点减少。比表面积增大没有提高对磷酸盐的吸附性能;小孔径可以通过尺寸限制增加表面羟基的暴露,有利于吸附过程。共存阴离子对吸附容量干扰次序为:SO₄^2->Cl^->NO₃^-;等温吸附符合Freundlich模型,吸附动力学符合伪二级动力学模型。（2）静电相互作用是树脂基金属纳米复合材料捕获磷酸盐的主要动力,季胺基团含量直接关联静电相互作用的强度。在悬浮聚合...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1磷酸盐的形态分布

特异性除磷是指磷酸盐作为目标污染物在一定背景环境下能被识别或分离,通过对比和区分出磷酸盐与水体中其他物种之间的物理化学性质差异是实现特异性除磷及相应材料设计的基础[32]。以常规吸附技术为参考,主要考虑的干扰离子多为氯离子、硝酸根和硫酸根等无机阴离子,故后续讨论以此为背景分析。图....

图1.2氢键键合作用[32]

氢键键合(图1.2)定义为氢原子与电负性大的原子键合,在此情况下,若与其他半径小而电负性大的原子例如氮、氧、氟等靠近时,氢原子会成为媒介在原子间形成一种特殊的分子间相互作用力[33]。在中性环境下,磷酸盐主要以磷酸二氢根和磷酸氢根离子形式存在。相比于其他仅能作为氢键受体的阴离子,....

图1.3形状互补作用[32]

微观尺度下,不论原子或分子都有相应的排列方式和几何形状,大多数阴离子的几何形状都存在一定的差别。水体常见阴离子中氯离子为球形,硝酸根和碳酸根均为三角形,磷酸根和硫酸根则是四面体形状[32]。因为离子几何形态存在差异,所以这种差异便成为了识别和吸附特定分子的基础(图1.3)。基于磷....

图1.4内球络合作用[32]

离子的最外层电子和其他离子的分子空轨道相互作用和结合可通过Lewis酸碱理论解释,其中Lewis酸是能接受孤对电子的原子、离子或分子,而Lewis碱则是能提供孤对电子形成共价键的原子、离子或分子。普遍认为大部分阳离子如金属阳离子都属于Lewis酸,大部分阴离子可认为是Lewis碱....

本文编号：4052782