离子交换树脂吸附锰_的热力学和动力学研究

第28卷第2期2010年5月

中 国 锰 业

CHINAcSMANGANESEINDUSTRY

Vo1128l2May2010

离子交换树脂吸附锰(Ò)的热力学和动力学研究

马 聪1,2,王 潘2,朱春雷2,魏 健1,2

(11中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京 100083;21中国环境科学研究院,北京 100012)

摘 要:采用静态吸附法,研究了D113离子交换树脂吸附锰(Ò)的过程和机理。结果表明:在一定

的浓度范围内,D113树脂对锰(Ò)的吸附符合Langmuir和Freundlich等温吸附方程式,但Lang-muir方程更能准确反映该交换吸附过程。热力学函数$H<0,表明吸附为放热反应,降低温度有利于吸附进行;$S<0,说明吸附过程熵减少占主导作用;$G<0,表明该吸附过程为自发过程。吸附交换过程符合HO准二级吸附交换动力学方程,表观吸附活化能Ea为351085kJ/mol,颗粒扩散过程为吸附的控速步骤。

关键词:离子交换树脂;锰;吸附;热力学;动力学中图分类号:X52

文献标识码:A 文章编号:1002-4336(2010)02-0043-04

优级纯)作显色剂。其中锰标准储备液、锰标准使用液以及焦磷酸钾)乙酸钠缓冲溶液均使用去离子水进行配制,高碘酸钾则用硝酸(1+9)进行配制。11112 实验仪器

VIS-722型分光光度计,SHA-BA型水浴恒温振荡器,TB-403型电子天平,HANNApH211型酸度计,DHG-9123A型电热恒温鼓风干燥箱。112 树脂的预处理

首先用无水乙醇将树脂浸泡24h,把残留在树脂中的有机溶剂和杂质除去,后用去离子水漂洗至无乙醇残留;然后用11000mol/LNaOH溶液将树脂浸泡8h并不断搅拌以将其转化成Na+型树脂,后用去离子水洗至中性;最后将树脂放入60e电热恒温鼓风干燥箱中烘干至恒重备用。113 分析方法

锰的测定方法,高碘酸钾氧化光度法114 实验方法

11411 静态吸附平衡实验

1)Freundlich吸附等温线的测定

准确称量01100,01200,01300,01400,01500g预处理后的干树脂5份,分别加入到250mL锥形瓶中,加入100mLMn2+浓度为11482mg/mL的硫酸

[5]

湘、渝、黔3省、市交界处的锰资源丰富,电解金属锰(以下简称为:电解锰)作为部分地区的支柱产业迅猛发展。电解锰生产过程产生大量富含锰废水。目前国内电解锰企业大都采用沉淀法对Mn2+进行分离去除[1~2]。结果导致大量废渣的产生,容易造成/二次污染0,而离子交换法可不但能避免/二次污染0,同时还可以对废水中的金属资源进行回收利用,提高资源利用率[3~

4]

。近年来对离子交换法

处理工业含锰废水的研究尚未见报道,本文选用经预处理的D113树脂,通过其对Mn2+的静态吸附实验,对其吸附Mn2+的热力学与动力学规律进行研究,为其应用于工业含锰废水的治理及资源化处理提供理论基础和可行性依据。

1 实验部分

111 试剂与仪器11111 试 剂

D113弱酸性离子交换树脂,经预处理后备用;锰标准储备液(含Mn2+11000mg/mL)、锰标准使用液(含Mn01050mg/mL)、焦磷酸钾)乙酸钠缓冲溶液(焦磷酸钾01600mol/L、乙酸钠11000mol/L)、高碘酸钾(201000mg/mL,所用高碘酸钾为

收稿日期:2009-12-24

2+

。

基金项目:中国环境科学研究院中央级公益性科研院所基本科研业务专项电解锰废水处理及资源化研究(2007KYYW16)

作者简介:马聪(1985-),女,河南南阳社旗人,2007级硕士研究生,研究方向:水污染控制与治理,手机:13811890738,电话:010-84915040,E-mail:619macong@1631com1

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