酚酸类混合物在离子交换树脂上的共吸附行为研究

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酚对人和其他生物的危害极大,是公认的致癌物质。酚酸类物质是酚类物质的衍生精细化工产品,在其生产过程中,包括农药、医药、染料及其中间体的合成过程,常伴随有大量高浓度含酚有毒有机化工废水的排放。该类废水是来源广、数量多、浓度高、酸度强、盐度高、毒性大且难以生物降解的一类有机污染废水,是全世界水污染控制中急需解决的重点问题之一。我国的药物和染料中间体行业的生产与发展取得了长足进步,但生产过程中产生的三废也带来了严重的环境污染问题,已成为制约该行业发展的“瓶颈”三废处理同时涉及到经济、社会效益,因此三废处理技术的研究和开发显得尤为关键。树脂吸附法作为一种有效的废水治理与资源回收相结合的环保新技术,具有很好的应用前景。应用吸附法处理废水时,通常废水中不是含有单一的污染物质,而是多组分污染物的混合物。在吸附进行时,它们之间可发生共吸附反应,互相促进或互相干扰,影响机理较复杂,因此,对多组分吸附质共存时的吸附行为进行深入研究具有非常重要的意义。本论文分别应用市售价廉的D201和717阴离子交换树脂对由酚酸类有机物组成的单双组分体系的吸附性能进行研究,考察了溶液pH、浓度、温度、树脂床高及流速等因素对吸附性能和分离系数的影响,探讨选择吸附、竞争吸附过程的规律和吸附分离机理。研究主要结果如下:(1)1,2,4-酸和2-萘酚在D201树脂上的共吸附行为在pH3-6之间时,树脂对1,2,4-酸有较高的吸附量及吸附选择性,利于1,2,4-酸与2-萘酚的选择性吸附分离。温度对吸附的影响较小,等温吸附规律符合Freundlich模型。动态吸附表明,至1,2,4-酸的泄漏点时,吸附流出液中基本不含1,2,4-酸。树脂床层的增长或初始浓度和流速的减小,都可推迟泄漏点及使分离系数提高。载酚酸的树脂柱可用质量分数15%的NH4Cl和体积分数20%的乙醇混合液定量洗脱1,2,4-酸。(2)水杨酸和磺基水杨酸在717树脂上的共吸附行为用717树脂对磺基水杨酸和水杨酸在同一体系里吸附行为的相互影响进行研究,研究结果显示,磺基水杨酸的存在对水杨酸的吸附影响较大,水杨酸的吸附量随着磺基水杨酸起始浓度的增大而明显减小,而水杨酸的存在对磺基水杨酸的吸附影响不大,两种溶质在吸附位点上的竞争为主要作用机制;实验条件下,在初始浓度为500-2000mg·L-1范围内,717树脂对磺基水杨酸的吸附分离系数要远远大于对水杨酸。在动态吸附体系中,在磺基水杨酸泄漏前的流出液(240mL)中只含有水杨酸,可有效实现磺基水杨酸与水杨酸的选择性吸附分离。用5%NaCl+2%NaOH洗脱液对载酸树脂进行洗脱,效果良好。
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