磷酸锆及树脂基磷酸锆对重金属的若干吸附特性研究

树脂基磷酸锆是一类新型的复合环境功能材料，在水体重金属深度净化方面有着广泛的应用前景。其中，磷酸锆具有无定形和晶形两种形态，晶态差异对吸附重金属性能的影响少有报道。此外，树脂基磷酸锆对重金属一些特定的吸附性能有待进一步探讨。
　　 通过制备无定形ZrP和晶形ZrP(以α-ZrP为例)，采用XRD、pH滴定进行结构表征，并比较了两者对铅离子的吸附性能。静态吸附实验结果表明，ZrP和α-ZrP对铅的吸附效果均受pH影响，两者的吸附等温线都能较好地符合Langmuir方程，但无定形ZrP对铅的吸附量(1.5 meq/g)要明显高于α-ZrP(0.2meq/g)。在竞争离子Ca2+大量存在下，ZrP对铅的选择性要远好于α-ZrP。这表明在制备树脂基磷酸锆复合材料时选用无定形磷酸锆更为合适。
　　 论文分别以强酸性大孔阳离子交换树脂D-001、氯甲基化大孔苯乙烯-二乙烯苯共聚体CP作为母体，依据课题组专利技术制备出两种树脂基磷酸锆(分别标记为ZrP-001与ZrP-CP)，并采用XRD、SEM、TEM进行了结构表征。实验特别验证了树脂基磷酸锆的纳米颗粒效应及潜在的Donnan膜效应对其吸附水体中微量铅的影响。结果表明，担载到树脂内的磷酸锆的颗粒尺寸进一步纳米化，相应的吸附容量也有明显提高；D-001树脂骨架上键联的磺酸基团通过Donnan膜效应对水体中的微量铅离子产生预富集与孔内强化扩散作用，并导致工作吸附量与吸附选择性均大大增强。这表明同时具备纳米颗粒效应与Donnan膜效应的ZrP-001复合材料是一种极为有效的深度净化重金属废水的环境材料。