lafeooh@pac吸附反滲透濃縮液中膦酸鹽阻垢劑hedp的研究

lafeooh@pac吸附反滲透濃縮液中膦酸鹽阻垢劑hedp的研究

為了防止?jié)B透過程中出現(xiàn)裂縫，通常會(huì)添加適當(dāng)?shù)目沽褎﹣眍A(yù)防。阻垢劑可分為含磷的膦酸鹽阻垢劑和不含磷阻垢劑,其中膦酸鹽阻垢劑因其阻垢效果好而被廣泛應(yīng)用。但正是由于有阻垢劑,使反滲透濃縮液中的鈣鎂等離子在過飽和的情況下也不易從濃縮液中沉淀出來,影響了反滲透濃縮液的脫硬后處理目前對(duì)磷化物中有機(jī)磷(膦酸鹽)吸附材料的研究遠(yuǎn)少于無機(jī)磷(磷酸鹽),而且已報(bào)道的吸附膦酸鹽的工作中仍存在吸附時(shí)間長和吸附性能差等問題1實(shí)驗(yàn)方法1.1材料和試劑羥基乙叉二膦酸(HEDP,60wt%)和六水合硝酸鑭(La(NO1.2超聲波氧化fe準(zhǔn)確稱取1g活性炭粉末,加入到至100mL的去離子水中,置于超聲波發(fā)生器中超聲10min后,轉(zhuǎn)移到250mL的錐形瓶中,后加入2.7gFeCl1.3模擬抗?jié)B透濃縮液的制備在室溫下,向去離子水中加入HEDP、CaCl1.4結(jié)構(gòu)和形貌分析分別采用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM,S4800,Hitach,Japan)、X射線衍射儀(XRD,RigakuUltimaIV,Japan)和X射線光電子能譜(XPS,ESCALAB250Xi,Thermo-FisherScientific,USA)對(duì)樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)和形貌分析。1.5穩(wěn)定的吸附實(shí)驗(yàn)量取100mL模擬液,加入一定質(zhì)量的La/FeOOH@PAC吸附劑,在不同的溫度條件下,于恒溫振蕩器中進(jìn)行穩(wěn)定的吸附實(shí)驗(yàn)。待實(shí)驗(yàn)完成后,用0.45μm的濾膜對(duì)吸附液進(jìn)行過濾。往濾液中加入鹽酸調(diào)節(jié)pH,直到pH小于2后添加顯色劑硫氰酸鉀和硝酸鐵作為顯色劑,采用上海上分儀器有限公司的752N型紫外-可見吸收光譜儀(UV-Vis)在470nm處測(cè)定其吸光度,(標(biāo)準(zhǔn)曲線線性相關(guān)系數(shù)R其中,V為待吸附溶液的體積(L),m為吸附劑的質(zhì)量(g),C2結(jié)果與討論2.1最佳單胞胎通過改變吸附劑中鑭鐵的摩爾比,優(yōu)化吸附劑對(duì)HEDP的吸附性能。從圖1中可以看出,當(dāng)吸附劑用量為0.4g·L2.2活性炭晶面的結(jié)構(gòu)圖2分別為PAC和La/FeOOH@PAC復(fù)合吸附劑的XRD圖譜,PAC活性炭的XRD圖譜中在2θ=23.04°處出現(xiàn)了活性炭(002)晶面的特征衍射峰;La/FeOOH@PAC復(fù)合材料的XRD圖譜中存在活性炭的特征衍射峰,并在2θ=35.66°、62.58°出現(xiàn)了FeOOH的特征衍射峰(JCPDS13-0087)2.3吸附性能的變化在100mL模擬反滲透濃縮液中加入0.4g/LLa/FeOOH@PAC吸附劑,于溫度為25℃的條件下,吸附0～600min。吸附劑的吸附性能變化如圖4所示,在480min吸附時(shí)間內(nèi),吸附材料對(duì)HEDP的吸附量和去除率隨著吸附時(shí)間的延長而增大;當(dāng)吸附時(shí)間達(dá)到480min后,吸附速率趨于平衡,表明吸附材料已達(dá)到吸附–脫附平衡。為進(jìn)一步分析HEDP在La/FeOOH@PAC吸附劑上的吸附過程,分別采用擬一級(jí)(式3)和擬二級(jí)(式4)動(dòng)力學(xué)方程對(duì)圖4的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行擬合。其中,k2.4吸附模型分析圖5為在不同溫度(298、318和318K)和不同HEDP初始濃度(12～36mg·L此外,分別采用Freundlich和Langmuir等溫吸附模型對(duì)圖5中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析擬合,擬合所得的相關(guān)參數(shù)詳見表4。Freundlich(式5)和方程Langmuir(式6)方程如下所示為:其中,K2.5吸附力學(xué)HEDP在La/FeOOH@PAC吸附劑上的吸附熱力學(xué)參數(shù)(ΔH其中,K2.6吸附hedp后的p2p分析為探究吸附劑對(duì)HEDP的吸附機(jī)理,對(duì)吸附前后的吸附材料進(jìn)行了XPS分析。從圖7(a)中可看出吸附劑吸附HEDP后,結(jié)合能在133.9eV處出現(xiàn)了新的P2p峰,從圖7(b)中可看出吸附劑在吸附前的P2p峰為無序的雜峰,由此可證明吸附劑吸附了HEDP被吸附劑成功地吸附。根據(jù)吸附材料中O1s的不同結(jié)合能,可將其主要分為兩類峰:M–O(氧與金屬鍵合)和M–OH(羥基與金屬鍵合)3吸附動(dòng)力學(xué)模型本研究以活性炭為載體通過共沉淀法制備了La/FeOOH@PAC吸附劑,該材料對(duì)反滲透模擬液中的膦酸鹽阻垢劑HEDP具有良好的去除效果。經(jīng)過吸附動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程和Langmuir模型可對(duì)該吸附過程進(jìn)行較好的描述,同時(shí)吸附劑對(duì)HEDP的吸附過程為單分子層吸附,且為放熱自發(fā)過程。結(jié)合吸附材料吸附前