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除铬的吸附材料

2025-09-2695

  当前用于去除水中铬离子的吸附材料主要包括多种类型,以下是主要分类及代表性产品的详细介绍:

  MOF吸附材料

  结构与制备:该MOF材料的结构通式为[Zn₃(C₁₈H₁₈N₆)₃(NO₃)] (NO₃)₅,属于P3空间群,具有一维六边形孔道三元杂化三维阳离子框架结构。在室温条件下通过快速搅拌的方式可实现该材料的绿色宏量制备,成本低廉且易于加工。

  性能优势:可通过离子交换作用快速高效地去除水中的重铬酸根污染物,可将铬离子污染的水源净化为满足世界卫生组织、美国国家环境保护局、中国地下水Ⅲ类标准。

  应用拓展:结合PEI和PVDF的优势成功制备出性能优异的混合基质膜。

  阳离子水凝胶微球(CHMS)

  结构特性:通过反相悬浮聚合和冷冻干燥技术制备,具有独特花瓣状结构和丰富的胺基、羟基官能团,比表面积达1.132 m²/g(是传统阳离子水凝胶微粒的17倍)。

  吸附机制:以质子化胺基与Cr(VI)阴离子的静电作用为主,辅以羟基氧化为羧基的还原反应。

  核心优势

  高效快速:1.5分钟内吸附量达100 mg/g,10分钟达150 mg/g,180分钟达到平衡(约210 mg/g)。

  宽pH适应性:在pH=1-9范围内均可有效吸附Cr(VI),适用范围广。

  抗干扰能力:共存金属离子(Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺)对吸附无明显干扰。

  局限性

  还原产物残留风险:氧化还原反应虽占比小(仅7% Cr(VI)被还原为Cr(III)),但生成的Cr³⁺可能部分解吸回水体,需后续处理(如调节pH沉淀)以确保出水安全。

  再生性能限制:多次再生后,微球因酸性Cr(VI)溶液的强氧化性发生结构降解(如第三次再生后吸附量下降50%),需优化再生条件(如温和洗脱剂)以延长材料寿命。

  离子交换树脂

  除三价铬树脂(Tulsimer® T-52H)

  特性:磺酸官能团凝胶型强酸性阳离子交换树脂,具有较好的抗氧化性。

  适用场景:适用于水处理,并且在广泛的pH范围和高温条件下工作。

  除六价铬树脂(Tulsimer® A-21S)

  特性:聚苯乙烯架构的强碱型阴离子交换树脂,具有特殊的铵官能基和天然的无裂纹特性。

  适用场景:当与强酸型阳离子交换树脂一起用在水处理中时,对于弱酸、强无机酸和卤化物等具有较佳的操作性能。

  高浓度铬酸溶液处理树脂(CH-27)

  特性:具有抗氧化性的螯合树脂。

  适用场景:广泛应用于世界各大水处理设备厂家。

  综上所述,不同类型的吸附材料各具特色,适用于不同的应用场景和需求。在选择时,需综合考虑废水的性质、铬的存在形式、处理要求以及材料的吸附性能、选择性等因素。

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