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·1736· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

2+
2+
2+
吸附，同时升高温度需要消耗能源，所以，选择 25 ℃ Hg ＞Pb ＞Cd 。可以看出，低浓度（0.1 g/L）
2+
3+
作为吸附温度。 时，POMA-H-GA 可以用于 Cr 、Cd 混合液的处
2+
3+
2.7.4 吸附体系酸度优化 理；POMA-H-GA 对 Cr 、Cd 混合液具有一定的
3+
在硝酸铬溶液中，POMA-H-GA 对 Cr 的吸附 选择性。
性能随溶液 pH 的变化如图 8 所示。 在硝酸铬溶液中，加入盐酸、硫酸、月桂酸、
3+
磷酸、醋酸时，POMA-H-GA 对 Cr 吸附量变化如
图 10 所示。

图 8 POMA-H-GA 吸附量随 pH 变化曲线
Fig. 8 Adsorption capacity-pH curve of POMA-H-GA

从图 8 可知，pH=2.5~4.5，吸附量变化平稳， 图 10 几种阴离子的竞争吸附
4.5 之后呈下降趋势，当 pH 增大到 5 后，吸附量下 Fig. 10 Rival adsorption of several anions

降速率增大，且 pH 接近 5 时，吸附液有浑浊现象，
从图 10 可知，这几种阴离子对 POMA-H-GA
有氢氧化物生成；同时，较低的 pH 需要用酸进行
3+
吸附性能均有影响，对 Cr 吸附量影响大小顺序是
调节，所以选择吸附液 pH=3.0~4.5，实验室配制的 Cl ＞SO ＞R 11 COO ＞CH 3 COO ＞PO ，即 Cl 影


3


2
3+
Cr 溶液模拟废水，不需要进行酸碱调节，实际含 4 4

响最大，这是 Cl 较强的渗透性能造成的。硫酸有一
铬废水 pH 需要调节至 4.5 以下。

3+
6+
定的氧化性，Cr 可被氧化为 Cr ，R 11 COO 长链结
2.8 几种重金属离子的吸附竞争
3+
构较大对吸附剂与 Cr 接触可能造成一定影响，
在硝酸盐体系中，POMA-H-GA 对混合溶液中

CH 3 COO 影响较小，可能因其酸性较弱，解离常数
几种金属离子吸附情况如图 9 所示。 较小所至；PO 影响最小，此时吸附量为 17.9 mg/g，
3
4
接近硝酸盐本体溶液，仍然保持了较高的吸附量。
2.9 吸附机理
聚苯胺链是具有氧化-还原作用的结构，在质量
浓度为 0.1 g/L 的 Cr(NO 3 ) 3 溶液中，pH<4.5 的条件
3+
下，POMA-H-GA 分子链容易质子化，Cr 首先与其
+
质子交换而被吸附，同时，释放出大量的 H 使得吸
附液 pH 下降成为较强的酸性溶液，这有利于聚苯
3+
胺链的氧化掺杂，即 Cr 能与 POMA-H-GA 分子链
+
上的质子发生更多离子交换，释放出更多的 H ，因
2+ 2+ 2+
此吸附量大；二价的 Hg 、Cd 、Pb 则次之，溶
图 9 几种金属离子的竞争吸附 液中较多的 H 与金属离子一起对 POMA-H-GA 分子
+
Fig. 9 Rival adsorption of different metal ions [22]
链吸附－脱附的竞争较快达到平衡状态 ，致使其
2+
2+
2+
从图 9 可知，随着 Hg 、Pb 、Cd 离子的加 他金属离子的吸附量不高。
2+
3+
入，Cr 吸附量受到一定影响，其中 Hg 影响最大， POMA-H-GA 相比 POMA-H 2 SO 4 吸附量有所增
可能是 Hg 原子与其他金属原子间的相互作用较大， 加，一方面是单宁酸掺杂使聚苯胺链伸展，比表面
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比如部分金属能形成汞齐。Cr 吸附量从 18.2 mg/g 增加利于吸附行为，另外，单宁酸中较多的羟基的
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下降至 9.5 mg/g，对 Hg 的吸附量达到 9.6 mg/g； 配位作用更为重要，低浓度下吸附时间增加，吸附
3+
2+
2+
Pb 、Cd 影响较小，Cr 吸附量维持在 13.5 mg/g 过程无波动现象，即吸附作用强。这些都是化学吸
3+
以上。几种重金属离子对 Cr 离子吸附的影响顺序 附的特征。