目录
1 绪论 5
1.1 目前水中去除重金属离子方法 6
1.2 国内外研究现状 6
1.3 加入磁性凹土的优势 7
1.4 磁性凹土树脂的优势 8
1.5 选题的意义 8
2 实验部分 8
2.1 实验仪器 8
2.2 实验药品 9
2.3 实验方法 10
2.3.1材料的制备 10
2.3.2 材料的表征 10
2.3.3 具体吸附特性研究实验 11
2.3.4 各重金属离子的标准曲线绘制 12
3 结果的分析与讨论 15
3.1磁性凹土树脂对金属离子的吸附特性 15
3.1.1 初始浓度对磁性凹土树脂对金属离子吸附性能影响 15
3.1.2 温度对磁性凹土树脂对金属离子吸附性能影响 16
3.1.2 吸附动力学 17
3.1.3吸附等温式 20
3.1.4吸附竞争实验 25
结论 26
致谢 27
参考文献 28
1 绪论
现在各种工业污水和生活污水中均有重金属离子的存在，重金属离子对人体，各种植物，动物的危害都非常大。目前，一类重金属有汞，镍，铅，砷，铬，镉这六种。根据富集作用，我们人类几乎是站在生物链顶端，对于一些危害物的富集也达到了最多。
重金属对于人体的危害例如：
汞：食入后直接沉入肝脏，对大脑神精视力破坏及大。天然水每升水中含0。01
毫克就会强烈中毒
铬：会造成四肢麻木，精神异常。砷：会使皮肤色素沉着，导致异常角质化。
镉： *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072* 
导致高血压，引起心脑血管疾病；破坏骨钙，引起肾功能失调。
铅：是重金属污染中毒性较大的一种，一但进入人体很难排除。直接伤害人的脑细胞，特别是胎儿的神精板，可造成先天大脑沟回浅，智力低下；对老年人造成痴呆、脑死亡等。
1.1 目前水中去除重金属离子方法
目前污水中金属离子的去除方法分为三类：物理法、化学法和生物法。物理法主要包括溶剂萃取法、吸附法、离子交换法、反渗透法和电渗析法等。常用的化学法有化学沉淀法和氧化还原法。化学沉淀法是指把化学物质（沉淀剂）加入污水中，使其与污水中的金属离子发生化学反应，生成难溶于水的沉淀，从而将金属离子从污水中分离去除的方法。主要的化学沉淀法有硫化物沉淀法、铁氧体共沉淀和中和沉淀法[1] 等。化学沉淀法费用低、投资少，操作简单方便；但是在处理过程中需要大量的沉淀剂，会产生二次污染物。根据生物去除金属离子的机理不同，生物法可分为生物吸附法、生物絮凝法、生物化学法以及植物修复法[2] 等。
为了弥补这些方法中的不足之处，现在正在寻求一种新型材料。其中离子交换树脂是一种比较新型的材料
1.2 国内外研究现状
磁性离子交换树脂(magnetic ion exchange resin)技术是由澳大利亚联邦科学与工业研究院、南澳水务局和Orica公司共同开发，主要应用于给水预处理，能有效降低水中溶解性有机物含量[3]。磁性离子交换树脂是一种以聚丙烯为骨架和带电荷季胺官能团的大孔强碱性阴子树脂，且树脂制备时加入了γ-Fe2O3等磁性物质，因而树脂具有磁性，易于沉降和分离[4]。Fearing 等[5]研究MIEX树脂对腐殖酸含量较高水体的有机物去除效果，发现DOC和UV254去除率分别为75%和95%；陈卫等[6]对长江源水进行试验，研究表明MIEX对DOC、UV254和CODMn的去除率分别为66%、82%和50%。由于磁性离子交换树脂具有磁性，一般来说，这种树脂在磁场的作用下，能很快的集结成大块絮状而快速沉降，从而实现快速分离，因此，磁性树脂不需要固定床柱而可以直接投加到水体中与水体中DOM充分接触后用磁场轻易的分离，有效解决了固定床吸附产生的穿透问题，大大提高了工作效率。MIEX 树脂工艺运行灵活，占地面积小，运行成本低，并且不会产生污染，已多次获得国际性的饮用水处理优秀科技发明奖，被国际专家誉为“未来 50 年饮用水处理最好的模式”，同时也被誉为未来饮用水四大核心技术之一[7]。
聚苯乙烯类树脂是以苯乙烯为主料、二乙烯苯为交联剂制备的聚合物,包括苯乙烯均聚物和以苯乙烯为主要成分的共聚物。聚苯乙烯是最早工业化的塑料品种之一,在产量上仅次于聚乙烯和聚氯乙烯,是吸附树脂的主要骨架材料。根据其生产工艺和使用要求不同,主要有微孔型(凝胶型)和大孔型2种。
叶一芳等[10]通过多次实验,并选用了离子交换树脂法处理含汞废水。经过近两年来的运行表明: 用树脂交换法除汞作为化学法的二级处理系统,能保证达到排放标准,且能实现封闭循环、连续稳定的运行,排放的废水可作为冷却水加以回用。张剑波等[11]选用多种大孔强酸型离子交换树脂用于吸附浓集含有机物废水中的铜离子。测定了各种树脂对铜离子的去除率、不同铜离子浓度和溶液pH值对去除率的影响。张建国[12]在研究低价钼酸聚合物的201 ×7强碱阴离子交换树脂上的吸附机理后指出:低价钼酸聚合物与树脂的交换速度较钼酸盐慢得多。除上述之外,离子交换树脂还在含锌、含铀、含镉废水等含有重金属离子废水分离和提纯金属方面有着广泛的用途。
王学江等[13]以液体石蜡为致孔剂,使苯乙烯-二乙烯苯单体悬浮共聚制得大孔高分子聚合体(白球)后,通过一系列反应,制得具有高比表面积的亲水性ND-100超高交联大孔树脂。该树脂孔径分布较窄、强度较高、溶胀性能良好、树脂骨架密度较大、比表面积高,且有很小的孔径和孔容,具有一定程度的极性。费正皓[14]合成了用邻羧基苯甲酰基或苯甲酰基修饰的新型聚苯乙烯-二乙烯苯吸附树脂ZH-01、ZH-02和ZH-03,研究了它们和Amberlite XAD-4对水中2,4,6-三氯苯酚的静态吸附和静态脱附特征,结果表明,ZH-01、ZH-02和ZH-03 3种树脂对水溶液中2,4,6-三氯苯酚的吸附过程在合适温度时会使酚羟基与吸附剂表面的羰基发生作用,将吸附剂进行适当的化学修饰后,对2,4,6-三氯苯酚的穿透吸附容量为Amberlite XAD-4树脂的150%,饱和吸附容量是Amberlite XAD-4树脂的114%~128%,具有良好的发展前景。
1.3 加入磁性凹土的优势
磁性树脂吸附重金属离子性能的发挥取决于树脂表面的化学性质及树脂的孔隙结构特征。磁性凹土的加入，对树脂表面的化学性质及孔隙结构等都能够进行很好的调控，主要表现在：1）增强树脂的机械性能、力学性能和热稳定性；2）改善孔道结构，强化树脂的吸附性能，增加吸附量；3）树脂由于具备磁性，能实现快速地固液分离，突破传统工艺条件的限制，改善工艺条件，有利于工程化应用。首先，它是磁性材料，可以方便的进行磁性分离，更快更方便的实现固液分离。其次可以大大加大苯乙烯树脂的机械强度，然后可以使苯乙烯树脂同时具有凹土的性质，加大苯乙烯树脂的吸附去污能力。最后，还可以大大的节约成本。
浓度（mg/L） 10 20 30 40 50 60
Pb 72.5 72.8 48.4 36.4 29.1 24.3
Cd 75.4 75.8 50.4 38.0 30.3 25.3

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