樹脂吸附重金屬機理圖

❶ 常見重金屬吸附材料有哪些

常見重金屬吸附材料及效果
1 無機吸附劑
1.1 沸石
沸石是一種孔徑均勻、比表面積大、價格低廉的高效吸附材料，廣泛應用於各研究領域中，包括天然沸石、斜發沸石、方沸石等。我國的天然沸石資源豐富，河北、內蒙古、山西的儲量佔全國的 45%，其餘主要分布在東北、山東、安徽、江蘇和浙江等地。Omar等探究了3種廉價吸附劑（天然沸石、粉煤灰、花生殼木炭）對Cu2+和Zn2+的吸附行為，得出最佳的吸附條件，實驗表明：天然沸石是3種吸附劑中吸附能力最強的材料，其最適pH值為6，吸附達到平衡時所需時間為3 h。
1.2 硅藻土
硅藻土是一種生物成因的硅質沉積岩，其主要成分是SiO2，還含有少量的金屬氧化物，因其孔隙度大、穩定性強、吸收性好等特點，常被用於塗料、油漆、污水處理等行業。早在十幾年前，研究人員就開始研究硅藻土的吸收性能。
1.3 其它無機吸附劑
還有一些無機礦物也是常用的高效吸附材料，例如其它分子篩、高嶺土等，對這些礦物進行改性，也可提高礦物的吸附效率。
2 有機（高分子）吸附劑
2.1 纖維類吸附劑
纖維類吸附材料分子內有很多羥基基團，且具有多孔的特性，它的吸附性能早已受到研究人員的關注，並且關於此類吸附劑的研究也愈來愈多，目前，研究人員通過對其進行化學改性，使其吸附效率提高。傅偉昌以棉纖維為原料制備甜菜鹼型兩性化纖維素，探討其合成途徑的相關影響因素，並研究產物Cr2O72-，Mn2+，Cu2+的吸附性能，結果表明：重金屬離子溶液的pH值對離子的去除效果有較大影響，在pH值為5.8時，對Cr2O72-有較好的吸附能力；在pH值為7.0時，對Mn2+，Cu2+有較好的吸附能力；即該制備產物對金屬陰、陽離子均有吸附效用。
2.2 樹脂類吸附劑
樹脂類吸附劑在重金屬水處理方面的應用比較廣泛，研究表明：用樹脂材料處理重金屬廢水具有高效、經濟的特點，具有較好的發展前景，但合成新型離子交換樹脂的過程需要進一步優化，同時還發現，改性後的離子交換樹脂有更高的吸附效率。高吸水樹脂因其高吸水能力，且在高溫高壓下的高保水能力，成為一種迅速發展起來的有機吸附材料。
2.3 殼聚糖類吸附劑
殼聚糖是一種天然高分子材料，對許多物質具有螯合吸附作用，其分子中的氨基和相鄰的羥基能與許多金屬離子（如Hg2+，Ni2+，Cu2+，Pb2+等）形成穩定的螯合物，多用於治理重金屬廢水、凈化自來水及在濕法冶金中分離金屬離子等。
2.4 其它高分子吸附劑
有些高分子吸附材料雖然研究較少，但其吸附效果是很可觀的，且引導了處理重金屬廢水的新型高分子吸附材料的研發與應用。
3 碳質吸附劑
碳質吸附劑中，運用最多的就是活性炭，活性炭本身具有特殊的孔隙結構，因此，可以高效地吸附重金屬離子。研究5種物理吸附劑（活性炭、人造沸石草石灰、爐灰、木炭）對重金屬的吸附效果，探討pH值、吸附劑加入量和振盪時間等因素對吸附效果的影響，結果表明：在一定pH值吸附劑加入量和振盪時間下，5種物理吸附劑對6種重金屬（Pb，Cd，Mn，Zn，Cr，Ni）均有較好的吸附效果，其中活性炭對Pb，Ni和Cr的吸附率最大，分別達到100%，94.42%和100%。各影響因素對不同吸附劑吸附重金屬的影響能力基本表現為，pH值>吸附劑加入量>振盪時間；活性炭、木炭和草木灰對重金屬廢水的最佳吸附條件為，吸附劑加人量40 g/L，pH值l0 ～ 10.5，振盪時間180 min。從各組數據中也可得出：活性炭對重金屬的綜合吸附能力要強於其它幾種。

❷ 談談處理重金屬污染物的微生物方法和原理有哪些

2.1 生物化學法
生物化學法指通過微生物處理含重金屬廢水,將可溶性離子轉化為不溶性化合物而去除。硫酸鹽生物還原法是一種典型生物化學法,該法是在厭氧條件下硫酸鹽還原菌通過異化的硫酸鹽還原作用,將硫酸鹽還原成H2S,重金屬離子和H2S反應生成溶解度很低的金屬硫化物沉澱而被去除,同時H2SO4的還原作用可將SO2-4轉化為S2-而使廢水的pH值升高,從而形成重金屬的氫氧化物而沉澱。中國科學院成都生物研究所從電鍍污泥、廢水及下水道鐵管內分離篩選出35株菌株,從中獲得高效凈化Cr(VI)復合功能菌[3]。
袁建軍等[4]利用構建的高選擇型基因工程菌生物富集模擬電解廢水中的汞離子,發現電解廢水中其他組分的存在可以增大重組菌富集汞離子的作用速率,且該基因工程菌能在很寬的pH范圍內有效地富集汞。但高濃度的重金屬廢水對微生物毒性大,故此法有一定的局限性,不過,可以通過遺傳工程、馴化或構造出具有特殊功能的菌株,微生物處理重金屬廢水一定具有十分良好的應用前景。 2.2 生物絮凝法
生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的具有絮凝能力的代謝物進行絮凝沉澱的一種除污方法。生物絮凝劑又稱第三代絮凝劑，是帶電荷的生物大分子，主要有蛋白質、黏多糖、纖維素和核糖等。目前普遍接受的絮凝機理是離子鍵、氫鍵結合學說。目前對於硅酸鹽細菌絮凝法的應用研究已有很多[5-6]，有些已取得顯著成果[7]。運用基因工程技術，在菌體中表達金屬結合蛋白分離後，再固定到某些惰性載體表面，可獲得高富集容量絮凝劑。
Masaaki Terashima 等[8]利用轉基因技術使 E.coli表達麥芽糖結合蛋白（pmal）與人金屬硫蛋白（MT）的融合蛋白pmal-Ml並將純化的 pmal-MT 固定在Chitopeara 樹脂上，研究其對 Ca2+和 Ga2+的吸附特性，該固定了融合蛋白的樹脂具有較強的穩定性，並且其吸附能力較純樹脂提高十倍以上。 2.3生物吸附法
生物吸附是對於經過一系列生物化學作用使重金屬離子被微生物細胞吸附的概括理解, 這些作用包括絡合,螯合,離子交換,吸附等。活的微生物和死的微生物對重金屬離子都有較大的吸附能力,藻類中的某些種屬對於重金屬的吸附容量可達400Hg/kg(生物乾重),例如甲囊馬尾藻(Sargassummatans)。
吸附法分為物理吸附法和離子吸附法兩種,前者使用具有高度吸附能力的硅膠、活性碳、多孔玻璃、石英砂和纖維素等,吸附劑將生物細胞吸附到表面上使之固定化。這是一種最古老的方法,操作簡單,反應條件溫和,載體可反復利用,但結合不牢固,細胞易脫落。後者根據細胞在離解狀態下可因靜電引力(即離子鍵合作用)而固著於帶有異相電荷的離子交換劑上,如DEAE2纖維素、DEAE2Sephadex,CM2纖維素等。
Green使用藻類去除水的金,Tsezos,Mara2no使用真菌吸附水中的鈾,Ferguson和Breuer等利用泥炭蘚去除水中的Fe,Al,Pb,Cu,Cd,Zn等金屬離子。Barkley利用藻類吸附有機廢水中的Cd,Cu等金屬離子。MarkSpinti等把泥炭蘚固定在多孔的聚合碸基質中成功地應用於去除含Zn,Cd,Mg等金屬離子的酸性礦井水中,用聚合碸固定泥炭蘚製成的球狀小粒機械強度大,化學性能穩定,容易再生,不膨脹不收縮。生物吸附法以其獨特的優點近年來在含重金屬廢水處理領域引起了人們普遍的關注,進行了廣泛的研究,取得了可喜的成果。但生物吸附技術還只是處於經驗、實驗室階段,在實用化和工業化應用中還存在著諸多問題有待研究解決,還需通過進一步的研究和開發工作完善此項技術。

❸ 螯合樹脂吸附金屬離子的原理是什麼

晚上好，來金屬離子在水溶液自中解離出來都是陽離子比較多，鰲合樹脂是相反的陰離子可以做簡單電荷相吸來錨固類似水處理常見的聚丙烯醯胺。一些樹脂為了增強吸附力還對酸性做了改良多出諸如有機膦酸部分來增強對某些重金屬離子的絡合作用。不過這些樹脂品種並不是所有離子均可良好吸收像是鈉和鉀離子等鹼金屬就比較差。

❹ 螯合樹脂吸附重金屬的原理及其優勢是什麼

螯合樹脂的功能基團上的原子和金屬離子發生配位反應，產生配位共價鍵，形成結構穩內定的螯合物，和離子容交換樹脂的原理不同，離子交換樹脂是用靜電作用和金屬離子結合。因此螯合樹脂與金屬離子的結合更穩定，特異性選擇更好，應用也更加廣泛。
一般來講，螯合樹脂的優勢體現在處理精度更高，吸附量大，可以低濃度廢水進行深度處理且濃縮比高。

❺ 離子交換樹脂吸附的原理

離子交換樹脂是一類具有離子交換功能的高分子材料。在溶液中它能將本身的離子與溶液中的同號離子進行交換。按交換基團性質的不同，離子交換樹脂可分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂兩類。
陽離子交換樹脂大都含有磺酸基（—SO3H）、羧基（—COOH）或苯酚基（—C6H4OH）等酸性基團，其中的氫離子能與溶液中的金屬離子或其他陽離子進行交換。例如苯乙烯和二乙烯苯的高聚物經磺化處理得到強酸性陽離子交換樹脂，其結構式可簡單表示為R—SO3H，式中R代表樹脂母體，其交換原理為 2R—SO3H＋Ca2+——（R—SO3）2Ca＋2H+
這也是硬水軟化的原理。
陰離子交換樹脂含有季胺基[-N（CH3）3OH]、胺基（—NH2）或亞胺基（—NH2）等鹼性基團。它們在水中能生成OH-離子，可與各種陰離子起交換作用，其交換原理為
R—N（CH3）3OH＋Cl- ——R—N（CH3）3Cl＋OH-
由於離子交換作用是可逆的，因此用過的離子交換樹脂一般用適當濃度的無機酸或鹼進行洗滌，可恢復到原狀態而重復使用，這一過程稱為再生。陽離子交換樹脂可用稀鹽酸、稀硫酸等溶液淋洗；陰離子交換樹脂可用氫氧化鈉等溶液處理，進行再生。
離子交換樹脂的用途很廣，主要用於分離和提純。例如用於硬水軟化和製取去離子水、回收工業廢水中的金屬、分離稀有金屬和貴金屬、分離和提純抗生素等。

❻ 樹脂對 重金屬的去除作用是離子交換和吸附作用兩者的區別是什麼

離子交換樹脂都是用有機合成方法製成。常用的原料為苯乙烯或丙烯酸(酯)，通過聚合反應生成具有三維空間立體網路結構的骨架，再在骨架上導應用
1）水處理
水處理領域離子交換樹脂的需求量很大，約占離子交換樹脂產量的90%，用於水中的各種陰陽離子的去除。目前，離子交換樹脂的最大消耗量是用在火力發電廠的純水處理上，其次是原子能、半導體、電子工業等。

2）食品工業
離子交換樹脂可用於製糖、味精、酒的精製、生物製品等工業裝置上。例如：高果糖漿的製造是由玉米中萃出澱粉後，再經水解反應，產生葡萄糖與果糖，而後經離子交換處理，可以生成高果糖漿。離子交換樹脂在食品工業中的消耗量僅次於水處理。

3）制葯行業
制葯工業離子交換樹脂對發展新一代的抗菌素及對原有抗菌素的質量改良具有重要作用。鏈黴素的開發成功即是突出的例子。近年還在中葯提成等方面有所研究。

4）合成化學和石油化學工業
在有機合成中常用酸和鹼作催化劑進行酯化、水解、酯交換、水合等反應。用離子交換樹脂代替無機酸、鹼，同樣可進行上述反應，且優點更多。如樹脂可反復使用，產品容易分離，反應器不會被腐蝕，不污染環境，反應容易控制等。
甲基叔丁基醚（MTBE）的制備，就是用大孔型離子交換樹脂作催化劑，由異丁烯與甲醇反應而成，代替了原有的可對環境造成嚴重污染的四乙基鉛。

5）環境保護
離子交換樹脂已應用在許多非常受關注的環境保護問題上。目前，許多水溶液或非水溶液中含有有毒離子或非離子物質，這些可用樹脂進行回收使用。如去除電鍍廢液中的金屬離子，回收電影製片廢液里的有用物質等。

6）濕法冶金及其他
離子交換樹脂可以從貧鈾礦里分離、濃縮、提純鈾及提取稀土元素和貴金屬。

其他補充：
離子交換技術有相當長的歷史，某些天然物質如泡沸石和用煤經過磺化製得的磺化煤都可用作離子交換劑。但是，隨著現代有機合成工業技術的迅速發展，研究製成了許多種性能優良的離子交換樹脂，並開發了多種新的應用方法，離子交換技術迅速發展，在許多行業特別是高新科技產業和科研領域中廣泛應用。近年國內外生產的樹脂品種達數百種，年產量數十萬噸。
在工業應用中，離子交換樹脂的優點主要是處理能力大，脫色范圍廣，脫色容量高，能除去各種不同的離子，可以反復再生使用，工作壽命長，運行費用較低(雖然一次投入費用較大)。以離子交換樹脂為基礎的多種新技術，如色譜分離法、離子排斥法、電滲析法等，各具獨特的功能，可以進行各種特殊的工作，是其他方法難以做到的。離子交換技術的開發和應用還在迅速發展之中。
離子交換樹脂的應用，是近年國內外製糖工業的一個重點研究課題，是糖業現代化的重要標志。膜分離技術在糖業的應用也受到廣泛的研究。

離子交換樹脂都是用有機合成方法製成。常用的原料為苯乙烯或丙烯酸(酯)，通過聚合反應生成具有三維空間立體網路結構的骨架，再在骨架上導入不同類型的化學活性基團(通常為酸性或鹼性基團)而製成。
離子交換樹脂不溶於水和一般溶劑。大多數製成顆粒狀，也有一些製成纖維狀或粉狀。樹脂顆粒的尺寸一般在0.3～1.2mm 范圍內，大部分在0.4～0.6mm之間。它們有較高的機械強度(堅牢性)，化學性質也很穩定，在正常情況下有較長的使用壽命。
離子交換樹脂中含有一種(或幾種)化學活性基團，它即是交換官能團，在水溶液中能離解出某些陽離子(如H+或Na+)或陰離子(如OH－或Cl－)，同時吸附溶液中原來存有的其他陽離子或陰離子。即樹脂中的離子與溶液中的離子互相交換，從而將溶液中的離子分離出來。
廣泛的應用於水處理領域。

❼ 用離子交換樹脂法如何處理重金屬廢水

離子交換樹脂法是一種應用廣泛的方法，樹脂中含有的氨基、羥基等活專性基團可以與重金屬離子屬進行螯合、交換反應，從而去除廢水中重金屬離子的方法，同時還可以用於濃縮和回收溶液中痕量的重金屬，其優點是樹脂具有可逆性，可通過再生重復使用，且交換選擇性好，缺點是價格昂貴。因此研究和選擇成本低、選擇性高、交換容量大、吸附-解吸過程可逆性好的離子交換樹脂，對於處理重金屬廢水有著重要意義

❽ 重金屬廢水處理難題是怎樣破解的

1重金屬廢水處理方法進展
1.1沉澱法
1.1.1氫氧化物沉澱法
往重金屬廢水中加入鹼性溶液，利用OH-與重金屬離子反應生成難溶的金屬氫氧化物沉澱，通過過濾予以分離[2]。氫氧化物沉澱法包括分步沉澱法和一次沉澱法兩種。分步沉澱法是分段加入石灰乳，利用不同的金屬氫氧化物在不同的pH值下沉澱析出的特性，依次回收各種金屬氫氧化物。一次沉澱法則是一次性投加石灰乳，使溶液達到額定的pH值，從而使廢水中的各種重金屬離子同時以氫氧化物沉澱的形式析出。
1.1.2硫化物沉澱法
將重金屬廢水pH值調節為一定鹼性後，再通過向重金屬廢水中投加硫化鈉或硫化鉀等硫化物，或者直接通入硫化氫氣體，使重金屬離子同硫離子反應生成難溶的金屬硫化物沉澱，然後被過濾分離[2]。由於金屬硫化物的溶度積比相應的金屬氫氧化物的溶度積小得多，因此，硫化物沉澱法比氫氧化物沉澱法具有更多的優點，比如沉渣量少，容易脫水，沉渣金屬品位高，有利於金屬的回收。可是硫化物沉澱法也有不足之處，比方說硫化物結晶比較細小，難以沉降，因而應用也不是很廣。
1.1.3還原-沉澱法
這種方法的原理是，用還原劑將重金屬廢水中的重金屬離子還原為金屬單質或者價態較低的金屬離子，先將金屬過濾收集，然後再往處理液中加入石灰乳，使得還原態的重金屬離子以氫氧化物的形式沉澱收集[2]。銅和汞等的回收可以利用這種方法，該法也常用於含鉻廢水的處理。較常使用的還原劑有硫酸亞鐵、亞硫酸氫鈉、鐵粉等。
1.1.4絮凝浮選沉澱法
通過添加絮凝劑使得重金屬廢水中的小膠體顆粒穩定性變差，聚集形成大顆粒膠體物質，最終通過重力作用沉澱下來[3]。為增大膠體顆粒的尺寸，採用浮選的辦法，用於將不穩定的膠體粒子變為固相絮凝物。這一浮選過程一般包括兩個重要的步驟，一是調節pH值，二是加入含鐵或鋁鹽的絮凝劑，以克服離子間靜電排斥導致的穩定作用。
1.2物理化學法
1.2.1 吸附法
（1）物理吸附法
活性炭是最早使用的吸附劑，也是目前使用最廣泛的吸附劑。之所以能夠進行物理吸附，是因為活性炭具有高的比表面積以及高度發達的孔隙結構。後來在此基礎上又出現了活性炭纖維等衍生物，去除效率高，但價格比較昂貴。能夠用於物理吸附的材料還有各種礦物質以及分子篩等。
（2）樹脂吸附
環保是樹脂吸附法的一個重要的特點[4]，這種方法能夠分離、純化、回收重金屬，效果顯著。主要是由於樹脂中含有各種活性基團，比較典型的有羥基、羧基、氨基等，能夠與重金屬離子進行螯合，因而這些功能性樹脂材料能有效的吸附重金屬離子。根據活性基團的種類不同，分為陽離子交換樹脂和陰離子交換樹脂。
（3）生物吸附
近些年來，很多研究者將各種生物（如植物、細菌、真菌、藻類以及酵母）經處理加工成生物吸附劑，用於處理含重金屬廢水。生物體具有特定的化學結構以及成分特徵，而生物吸附法的主要原理，就是利用生物體的這些特性來吸附溶於水中的重金屬離子。生物吸附法具有幾個特點：①生物吸附劑可以降解，一般不會發生二次污染；②來源廣泛，容易獲取並且價格便宜；③生物吸附劑容易解析，能夠有效地回收重金屬。
1.2.2浮選法
往重金屬廢水中通入氣體產生氣泡，廢水中的膠體顆粒會附著在氣泡表面，這些膠體粒子可隨氣泡的上浮從而實現將依附在粒子上的重金屬離子加以分離。該方法具有如下優點：對小粒子的去除效果好，操作省時，費用低廉，在一定條件下，既可消除重金屬污染，又可回收金屬，並且還能避開某些重金屬氫氧化物或碳酸鹽過濾困難的問題。
1.2.3離子交換法
用離子交換樹脂把廢水中的重金屬離子交換出來，從而除去重金屬離子。不過，離子交換樹脂價格昂貴，其再生費用也比較高，所以，在廢水處理中使用很少。但對於少量有回收價值的有毒金屬來說是個不錯的方法。
1.3電化學處理技術
1.3.1電解法
電解法[4]的主要原理，是對重金屬廢水進行電解時，重金屬離子在陰極得到電子被還原，這些重金屬要麼沉澱在電極表面，要麼沉澱到反應槽底部，從而起到降低廢水中重金屬含量的效果。
1.3.2電沉積
這種方法的原理是，在傳統的化學沉澱方法中，加入電壓，通過改變溶液的電勢，促進重金屬離子更好地沉澱。電沉積在酸性和鹼性廢液中都適用[4]。
1.4生物化學法
1.4.1生物塘凈化法
該方法的原理，是利用復合的水生生態系統的協同作用，完成對重金屬污染物的吸收、積累、分解以及凈化作用[5]。
1.4.2植物修復法
重金屬污染植物修復，是指利用植物的生命活動，提取，吸收並固定被污染水體中的重金屬離子，從而達到減輕重金屬廢水危害的目的。

❾ 離子交換樹脂凈水原理

離子交換樹脂算起來不算凈水，它們主要用於水的高級凈化，也就是去除特定離子。離子交換樹脂一般是高分子鹽類，強鹼弱酸鹽，或者強酸弱鹼鹽，比如常用去除硬度的001×7強酸性陽離子樹脂，就是末端是鈉離子，水經過時候鈉離子交換掉水裡的鈣離子，降低水的硬度。當離子飽和無法繼續降硬的時候，需要用飽和食鹽水進行樹脂再生，也就是用鈉離子換掉樹脂上的鈣離子。其他樹脂工作方法類似，當然也有一次性樹脂。

❿ 離子交換樹脂除鈣、鎂離子外，能去除鐵、錳離子嗎

普通的來軟化離子可以去除源鈣鎂離子，鐵錳有專用的離子交換樹脂，例如T-IRR是專門用於去除鐵離子的，CH-90可以去除錳離子。其實普通軟化樹脂也可以去除鐵錳離子，只是很微弱，另外您的溶液中含有鐵離子很容易引起樹脂中毒。北京華豫清源國際貿易有限公司，杜笙離子交換樹脂