【摘 要】
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铊（Thallium,Tl）是一种毒性极大的稀散重金属元素,铅（Plumbum,Pb）是另一种在工业生产中广泛应用的有害重金属元素。近年来,水体重金属污染现象日益严重,国内外频繁发生铊、铅污染事件,因此它们的去除技术备受关注。相较化学沉淀法、电化学法、离子交换技术和微生物技术这几种去除铊、铅的技术方法,吸附法是目前最有实际应用潜力的一种方法,因其经济高效、工艺简便且不易产生污染,而吸附法的关键在于
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铊（Thallium,Tl）是一种毒性极大的稀散重金属元素,铅（Plumbum,Pb）是另一种在工业生产中广泛应用的有害重金属元素。近年来,水体重金属污染现象日益严重,国内外频繁发生铊、铅污染事件,因此它们的去除技术备受关注。相较化学沉淀法、电化学法、离子交换技术和微生物技术这几种去除铊、铅的技术方法,吸附法是目前最有实际应用潜力的一种方法,因其经济高效、工艺简便且不易产生污染,而吸附法的关键在于开发一种新型经济高效且稳定的可再生吸附材料。传统的吸附材料在中性及碱性pH条件下对水中Tl（I）、Pb（II）的吸附效果会更好,这是由铊、铅阳离子的化学特性决定的;而绝大部分的吸附材料在酸性条件下对阳离子的吸附作用比较弱,有的材料更是有稳定性差、易溶出金属离子的缺点。本研究针对传统的吸附材料在低pH条件下对Tl（I）、Pb（II）吸附性能差的问题,开发了一种新型多功能吸附材料——焦磷酸钛。通过探究最优制备温度筛选出性能最佳的Ti P2O7材料;采用XRD、TEM、SED-EDS、BET等技术对该材料进行表征;分析了焦磷酸钛吸附Tl（I）和Pb（II）行为及性能;研究了焦磷酸钛对Tl（I）和Pb（II）的吸附机理。主要获得了以下研究结果:（1）135℃的温度条件下制备的焦磷酸钛性能最好,呈微小颗粒团聚的无定形结构,表面多中孔（孔径范围2 nm～50 nm）,比表面积为64.4308 m2/g。（2）pH=7和3时,135℃-TiPP材料对铊的吸附容量分别最高可达420.72mg/g和296.97 mg/g,等温曲线分别更适用Langmuir模型和Freundlich模型;动力学结果显示该吸附铊过程更适用于拟一级动力学方程;其可应用的pH范围比较宽（pH=2～10）;在共存离子实验中发现该材料对铊的选择性较高,而离子强度实验中则发现背景电解质对铊的吸附有一定抑制效应,抑制程度随着背景电解质浓度升高而升高,这说明了该材料吸附铊的作用可能存在静电作用;其循环利用性能较好,并且在实际的应用中也能够处理酸性废水中铊从而达到排放标准。135℃-TiPP吸附Tl（Ⅰ）的机理主要是Tl（Ⅰ）与材料表面外层-OH进行配位交换,发生了羟基络合反应。（3）不论是pH=7还是pH=3的条件下,Freundlich模型都更适用于解释135℃-TiPP吸附铅的行为,最大吸附容量分别可达1309.28 mg/g和506.3mg/g;动力学结果表明该吸附铅过程更适用于拟一级动力学方程拟合;离子强度实验中发现背景电解质的浓度高低对铅的吸附基本没有影响,可应用的pH范围也比较宽,共存离子实验可看出对铅选择性很高,这些说明了该材料吸附铅的作用可能主要是内核配位;循环利用性能较好,并且在实际的生产应用中也能够反复的使用。135℃-TiPP材料对铅有着高吸附的机理归因于Pb（II）与表面外层的-OH进行配位交换反应,然后与Ti-O键和P-O活性位点形成络合物（即内核配位作用）有关。
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