脲醛螯合树脂对水体中Pb2+、Sr2+的吸附研究

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本文主要研究了脲醛螯合树脂对水体中Pb2+、Sr2+的吸附性能;探讨了恒温振荡和强力剪切条件下树脂对Pb2+和Sr2+的吸附性能,并对脲醛树脂的减量化进行了初步研究,得出的结论如下:(1)甲醛和尿素的摩尔比(F/U值)和缩聚时间是影响脲醛螯合树脂吸附效果的主要因素。F/U值较高的树脂对水体中Pb2+和Sr2+的吸附效果较差,缩聚时间过长或过短均会使得Pb2+、Sr2+的去除率降低。F/U值为0.8,缩聚时间为60min时,脲醛螯合树脂对Pb2+、Sr2+的去除率分别能达到99%和80%。(2)脲醛树脂对Pb2+和Sr2+的吸附过程是一个吸热过程,吸附等温线符合Langmuir等温方程。红外光谱分析显示,吸附Pb2+和Sr2+后的脲醛树脂结构中-NH-、-NH2、-OH、-C=O和C-O-C等基团的吸收峰位置发生了移动,这些现象说明树脂与金属离子通过螯合作用进行吸附。在H+浓度为0.1mol/L~1.5mol/L的强酸性条件下,树脂对Pb2+和Sr2+仍具有较好的吸附效果。(3)恒温振荡条件下,每100mL溶液中投加8.0mL脲醛螯合树脂,pH为3.0时,达到吸附平衡的时间为21h,Pb2+和Sr2+的去除率分别为99.73%和86.52%。(4)强力剪切条件下,仅需25min,Pb2+和Sr2+的去除率即可达到99.96%和88.71%,吸附平衡时间大为缩短。扫描电子显微镜(SEM)图显示,强力剪切作用下的脲醛螯合树脂颗粒尺寸比恒温振荡条件下的要小2~5倍。(5)差示扫描量热(DSC)曲线显示,脲醛螯合树脂的分解主要分为水分蒸发、快速热解和煅烧三个阶段。加入氧化剂硝酸铵以及提高体系酸度均能促进脲醛树脂的分解,完全分解的时间约为4.0h。
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