交联聚乙烯亚胺螯合树脂对锌离子的吸附研究

交联聚乙烯亚胺螯合树脂对锌离子的吸附研究刘粤丽申士刚(河北大学化学与环境学院,保定071000)范海明陈兆文(邯郸净化设备研究所,邯郸056027)摘要以聚丙烯腈(PAN)大孔树脂为载体,将活性组分聚乙烯亚胺(PEI)通过化学涂敷手段交联在其表面,制备出一种新型交联螯合树脂。本文考察了此树脂对溶液中锌离子的吸附性能,开展了饱和吸附容量、等温吸附曲线、pH影响曲线以及吸附速度曲线等实验。结果表明,此交联螯合树脂具有对锌离子吸附能力强、吸附速度快等特点,可望用于含锌废水的处理及回收。关键词聚乙烯亚胺树脂锌离子吸附StudyonPANbasedcross-linkingresinaszincion(Ⅱ)absorbentLiuYueliShenShigang(DepartmentofChemistryandEnvironmentalScience,HebeiUniversity,Baoding071000)FanHaimingChenZhaowen(HandanPurificationEquipmentResearchInstitute,Handan056027)AbstractAPANbasedcross2linkingresinhasbeenusedasabsorbentofheavymetal2zinc(Ⅱ).Thefactorswhichaffecttheabsoptioncapacityoftheabsorbentandtheabsorptionmechanismarediscussedindetail.Theexperi2mentalresultsshowthattheabsorbenthashighabsorptioncapacitywhichcanreach0.96mmolzinc(Ⅱ)calculatedbyeverygramofresin,andtheabsorptionvelocityisfast.Keywordspolyethylenimine;resin;zincion;absorption收稿日期:2003-06-25;修订日期:2003-09-10作者简介:刘粤丽(1968～),女,在职硕士生,主要从事质量技术监督和分析化学工作。众所周知,锌是人体必需的一种微量元素,也是动、植物生长中不可缺少的微量元素[1,2]。但是,水中含锌量过高将会给人体和动、植物带来很大的危害[3]。例如,当家畜长期饮用含5mg/LZn2+的水,就会增加死亡率;当水产用水中锌的含量>50mg/L时,鱼类动物会急剧死亡;当农业灌溉用水中锌浓度达到300mg/L时,水稻将会死亡,并造成土壤盐渍化,因此含锌废水的处理已受到人们的广泛关注[4,5]。聚乙烯亚胺是一种新型重金属离子捕集剂,其分子中含有的胺基对部分重金属离子具有较强的螯合能力,并且在高背景碱土金属离子环境中也表现出了较好的吸附性能,在含重金属废水处理方面有广泛的应用前景[6—8]。但聚乙烯亚胺存在着易溶于酸、质软、难成形及易流失等缺点[9,10],本文通过以大孔树脂为载体,利用化学作用将聚乙烯亚胺交联固化在其表面,制备出交联聚乙烯亚胺螯合树脂。这种交联树脂既克服了聚乙烯亚胺存在的上述缺点,又发挥了大孔树脂的比表面积大的优势,达到充分利用聚乙烯亚胺和增强其吸附性能的目的。1实验部分1.1试剂和仪器1.1.1试剂聚乙烯亚胺(50%)(英国BDH公司)、戊二醛(50%)(南京化学试剂厂)、硫酸锌(北京化学试剂厂)和聚丙烯腈大孔树脂(沧州宝恩树脂厂)。1.2.2仪器HY22多功能振荡器(浙江)、自动加热套(浙江)、NiColet550傅立叶红外光谱仪(美国)、PE3030原子吸收分光光度仪(美国)和pHs23C数字式酸度计(上海)。1.2实验方法1.2.1交联聚乙烯亚胺大孔树脂的制备称取一定量的聚丙烯腈树脂放入10%的NaOH第4卷第11期环境污染治理技术与设备Vol.4,No.112003年11月TechniquesandEquipmentforEnvironmentalPollutionControlNov.2003溶液中,加热至一定温度后,搅拌回流24h,滤出溶剂,即可得到处理好的基体树脂材料。将其转入三角瓶内,加入ZnSO4溶液,机械振荡12h,再加入一定浓度的聚乙烯亚胺溶液,机械振荡24h,过滤去掉溶剂,然后加入一定浓度戊二醛溶液,振荡24h,再分别用1mol/L的H2SO4和NH4OH清洗定型,最后用蒸馏水冲洗至中性,即可得到交联聚乙烯亚胺大孔树脂。1.2.2吸附方法(1)平衡吸附法。用移液管移取20mL一定浓度的ZnSO4溶液于小锥形瓶中,加入准确称量的011g吸附树脂,室温振荡吸附,实验结果用吸附容量表示。(2)锌离子的测定方法。吸附前后的锌离子浓度用原子吸收分光光