聚苯胺对铬_离子的吸附性能研究
常温下聚苯胺吸附材料的制备及吸附性能研究
和分析在单一控制变量下不同种酸溶液 、不 同的酸浓度下所制备 出来 的聚苯胺对 １ ０ ｍ Ｌ浓度为 １ ０ ０ ｍ ￣Ｌ刚果红 的
王 进 辉
（ 上 海市政工程设计研究 总院集 团第 十市政 设计院 ， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ７ ０ ）
摘 要 ： 着 重 研 究 了聚 苯 胺 的制 备 方 法 以 及 其 对 刚 果 红 染 料 废 水 的 吸 附处 理 和 吸 附 特 性 ，分 别 取 ０ ． ２ ５ ｍ ｏ ＵＬ、
吸 附 性 能 的影 响 ． 并根据测得的吸附量和去除率等数据表明 ： 在 常温 下 ， 以０ ． ２ ５ ｍｏ Ｌ ／ Ｌ的 高 氯 酸 溶 液 所 制 备 出来 的 聚 苯胺 对 刚果 红 的 吸 附效 果 最 好 。 关键词 ： 聚苯 胺 ； 吸 附性 能 ； 刚果 红 ； 染料 废 水
中 图分 类 号 ： × ５
染 料废 水 色度 造 成 的主 要 因 素是 染 料 ． 废 水 中
的染 料 能 吸 收 光 线 。 降低 水体 透 明度 ． 影 响 水 生 生 物和微生物生长 ． 不 利 于 水体 自净 ． 同时 易 造 成视 觉 上 的污 染 ．严 重 污 染 的水 体 会 影 响 到 人 类 的 健 康 。因此 ． 对染 料 的排 出必 须严格 控 制 ． 尤其 是对 那
磁力搅 拌 器 ， ７ ８ Ｈ Ｗ一 １ 型 ，江 苏正 基仪 器有 限 公 司 ；
量 的 亚 氨 基 和 胺 基 功 能 团并 且 这 些 官 能 团还 具 有
聚苯胺复合材料在重金属废水处理中的应用
159管理及其他M anagement and other聚苯胺复合材料在重金属废水处理中的应用于婉婷1，侯 亮2（1.长沙环境保护职业技术学院，湖南 长沙 410000；2.力合科技（湖南）股份有限公司，湖南 长沙 410000）摘 要：相较于其它的重金属污染治理技术，聚苯胺复合材料吸附技术操作简便、成本低廉且净化效果理想，是一项比较实用的重金属污染治理技术。
本文运用调查法、实验法以及文献法等对聚苯胺复合材料在重金属污染治理中的应用展开研究。
关键词：重金属污染；导电聚合物；聚苯胺复合材料；治理应用中图分类号：TQ424 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2021）01-0159-2收稿日期：2021-01作者简介：于婉婷，女，生于1982年，汉族，辽宁彰武人，博士，讲师，研究方向：重金属废水处理工艺及设备、水处理吸附剂的合成及应用、环境监测。
重金属是指密度在4.0以上（约60种）或5.0以上（约45）种的元素。
在环境污染领域，主要指的是铜、铅、钴、镍、锡、锌等[1]。
研究表明，矿山排水是重金属污染的主要来源，此外还有大部分工业废水中也存有浓度较高的重金属污染物。
重金属离子对环境以及人体的危害是巨大的。
首先就重金属废水的污染性、危害性做简要分析。
1 重金属废水危害性分析广泛存在于各类水体中的重金属离子有很强的污染性、致毒性，会对自然环境以及人体带来很大危害。
如研究表明，铜的抗生育作用明显，长期受到铜的污染会导致男性生殖能力受到影响。
同时当人体内的铜过剩时，会扰乱人体新陈代谢，使人体出现一系列不良反映甚至出现各类疾病。
铅会严重影响生殖器官的功能，若孕妇长期生活在含有铅污染的环境中，胚胎的发育会受到严重影响，且出现畸胎、死胎、流产的几率会增加。
当人体内血铅过高时，会出现一系列不适感，如乏力、头晕、入睡困难等，严重时还会引起腹痛、便秘以及记忆力衰减等问题。
六价铬渗入到身体组织中易引起白血病、淋巴瘤以及前列腺癌等重大疾病，使人体生命安全遭受严重威胁[2]。
聚氨酯海绵负载聚苯胺吸附还原Cr(Ⅵ)离子的研究
聚氨酯海绵负载聚苯胺吸附还原Cr(Ⅵ)离子的研究张学芬;王洪波;杨春明【摘要】采用化学氧化聚合法在聚氨酯海绵(PUF)上原位生长聚苯胺(PAn)制备了PAn/PUF二元复合物,并将该复合物应用于处理废水中的Cr(Ⅵ)离子.考察了聚苯胺负载比、底物Cr(Ⅵ)离子浓度、溶液pH值及温度等因素对吸附还原过程的影响规律.结果表明,当聚苯胺在聚氨酯海绵上的负载质量分数达到5.83％时,溶液中Cr(Ⅵ)的去除率可达到99.99％；该复合物能在较宽的pH值范围(2 ～7)内有效地去除Cr(Ⅵ)离子(96.05％～93.88％),且该复合物经过适当的酸处理后仍可重复利用.此外,对吸附-还原过程进行了动力学分析,推测了该过程的可能机理.%Polyaniline/polyurethane foam binary composite was prepared by an in-situ chemical oxidation polymerization method, and the composite was used for treatment of Cr( VI) ion in the wastewater. The effect of poly-aniline loading amount, concentration of the substrate Cr( VI) ion, pH value in the solution, as well as temperature on the adsorption and reduction performance of PAn/PUF composite was investigated. The results show that Cr( VI) removal ratio can reach 99. 99% when the loading amount of polyaniline in the polyurethane foam amounts to 5. 83 wt% ; the composite can effectively remove Cr( VI) ion (96. 05% ~93. 88% ) in a wide range of pH (2 ~ 7 ) , and the composite can still be reused when treating with appropriate acid. In addition, the possible mechanism of adsorption-reduction process was also proposed based on the analysis of its kinetics.【期刊名称】《湖南师范大学自然科学学报》【年(卷),期】2012(035)002【总页数】5页(P41-45)【关键词】聚苯胺;聚氨酯海绵;吸附-还原;Cr(Ⅵ)【作者】张学芬;王洪波;杨春明【作者单位】湖南师范大学化学化工学院,中国长沙 410081;湖南师范大学化学化工学院,中国长沙 410081;湖南师范大学化学化工学院,中国长沙 410081【正文语种】中文【中图分类】O633.2含铬废水主要来源于电镀、皮革鞣制及动物胶制造等行业，其中Cr(Ⅵ)是主要的特征污染物，铬的毒性与其存在状态密切相关，通常认为Cr(Ⅵ)的毒性远比Cr(III)大[1]，对于这两种价态的铬都要控制其环境排放量，尽量减少污染．目前处理Cr(Ⅵ)的方法主要有离子交换树脂法、化学沉淀及还原法、电化学法、吸附法和微生物法等[2-3]．离子交换法处理废水时不仅可回收用水，还可回收金属离子，但其再生废液中含有钠离子、铁离子及氯离子等杂质不能直接回用于镀槽中，而排入环境中会造成污染．化学沉淀法中的钡盐法已经非常成熟，但是化学药剂消耗量较大，过滤所用的微孔塑料管容易阻塞，清理不便[4]．化学还原法中加入的还原剂如NaHSO3、FeSO4·7H2O、Na2SO3等都不能循环使用而造成资源浪费，而且处理之后的水不能直接回用．电化学法处理效果好，但成本较高，沉渣综合利用等问题有待进一步解决[5]．吸附法中首选活性炭，吸附容量大，对Cr6+离子也具有较强还原作用，再生效果好，但是价格较贵[6-7]．微生物法一般处理较高浓度的含铬废水，存在去除周期较长，去除率不高等缺点[8]．鉴于上述方法存在的不足，本文尝试使用固载化的聚苯胺作为有机还原剂对含Cr(Ⅵ)废水进行处理．聚苯胺(PAn)分子链中含有大量的胺基和亚胺基，它们对重金属离子具有良好的配位作用[9-10]，而且这些胺基及亚胺基还具有还原性，可以与一些氧化电位较高的重金属离子发生氧化还原反应作用[11]．本课题组曾对PAn/PUF复合物吸附还原银离子进行了研究，发现该复合物还原Ag+离子的效果好，其回收率可达到99%以上[12]．由于化学合成的聚苯胺一般呈现粉末状使用不便，本文选用聚氨酯海绵为载体将聚苯胺固载其上，以方便聚苯胺的回收和重复利用．一方面利用聚苯胺分子链中丰富的氧化还原态，另一方面利用聚氨酯海绵的质轻及表面积大的优势，将制备的PAn/PUF二元复合物用于处理废水中毒害性强的Cr(Ⅵ)离子，达到国家排放标准．主要研究了各种因素对二元复合物吸附还原Cr(Ⅵ)的影响规律，并进行了相关的动力学分析，推测了该过程的可能机理．1 实验1.1 试剂和仪器重铬酸钾(AR，天津市大茂化学试剂厂)；二苯碳酰二肼(AR，天津市大茂化学试剂厂)；硫酸(98%，AR，株洲市化学研究所)；磷酸(AR，天津市富宇精细化工有限公司)；过硫酸铵(AR，汕头市西陇化工厂)；硝酸(65%～68%，AR，广州市金华大化学试剂有限公司)；苯胺(AR，天津市福晨化学试剂厂)；乙醇(95%，AR，长沙安泰精细化工实业有限公司)；聚氨酯海绵(长沙望城海绵厂)；抗坏血酸(AR，湖南湘中化学试剂厂)；丙酮(AR，国药集团化学试剂有限公司)；振荡培养箱(HZQ-X100)，哈尔滨市东联电子技术开发有限公司；pHS-3C精密酸度计(上海日岛科学仪器有限公司)；紫外-可见分光光度计(美国Agilent 8453)．1.2 PAn/PUF复合物的制备[12]将聚氨酯海绵剪成规则的长方体形状，经除尘和除油处理后，用蒸馏水洗涤，烘干备用．量取100 mL去离子水置于500 mL烧杯中，加入一定体积的浓硝酸(或其他种类的酸)，搅匀后，再加入4 mL苯胺单体，混合均匀．称取3.0 g处理后的聚氨酯海绵放入混合溶液中，充分浸泡．称取定量的过硫酸铵溶解在适量去离子水中，搅拌下慢慢加入上述溶液中，充分混匀，再将烧杯置于5 ℃的冰箱中静置反应24 h，取出后用去离子水和乙醇充分洗涤，干燥，得到PAn/PUF复合物．改变苯胺单体用量制备了系列不同负载量的复合物.1.3 PAn/PUF复合物吸附还原Cr(Ⅵ)实验将制备的PAn/PUF复合物放入一定浓度的重铬酸钾溶液中充分浸泡，再置于恒温(25 ℃)振荡培养箱中振荡，定时取样，按照二苯碳酰二肼分光光度法(GB7467-87)测定溶液中的Cr(Ⅵ)离子浓度[13]，具体操作步骤：取样定容后加入1 mL二苯碳酰二肼，0.25 mL硫酸和0.25 mL磷酸，静止10 min后测定540 nm波长处的吸光度，根据标准曲线法计算溶液中残余Cr(Ⅵ)离子的浓度，并计算去除率．2 结果与讨论2.1 聚苯胺(PAn)负载量对吸附还原过程的影响在PAn/PUF复合物制备过程中，通过调节苯胺单体的加入量来改变聚苯胺的负载比，将制备好的二元复合物加入到pH=5，浓度为0.5 mmol·L-1的250 mLCr(Ⅵ)溶液中，在300 K下匀速振荡反应，3 h后取样分析溶液中的Cr(Ⅵ)浓度．考察PAn/PUF复合物中聚苯胺的负载量对Cr(Ⅵ)离子去除率的影响，由表1可见，随着聚苯胺在聚氨酯海绵上负载量的增加，Cr(Ⅵ)的去除率呈现上升的趋势，当聚苯胺的负载量达到5.83%时，Cr(Ⅵ)的去除率可以达到99.99%，处理后的废水完全达到国家规定的工业用水排放标准(≤0.5 mg·L-1) ．表1 PAn负载质量分数对Cr(Ⅵ)离子去除率的影响m(PAn/PUF)/%0.500.932.433.375.83Cr(Ⅵ)去除率 /%91.3294.2895.7999.3999.992.2 底物Cr(Ⅵ)浓度对吸附还原过程的影响图1 底物Cr(Ⅵ)离子浓度对PAn/PUF吸附还原过程的影响将在同样条件下制备的硝酸掺杂PAn/PUF复合物用于吸附还原不同浓度的Cr(Ⅵ)溶液．由图1可见，随着底物Cr(Ⅵ)离子浓度的增加，经过相同时间后的Cr(Ⅵ)的去除率减少，这是因为单位质量的二元复合物负载聚苯胺还原剂的量是一定的，因而其吸附还原Cr(Ⅵ)离子的量也是一定．在较高的浓度下，初始反应速度较快，但随着时间的延长及各反应物种的消耗，Cr(Ⅵ)离子的去除率增加得较为平缓，最后达到平衡状态．由此可见，制备的二元复合物PAn/PUF对低浓度的Cr(Ⅵ)离子的去除率较高．其机理见3.2分析.2.3 溶液pH值对吸附还原过程的影响将在同一条件下制备的复合物放入不同pH值的Cr(Ⅵ)溶液中(250 mL, 0.5 mmol·L-1)，振荡下反应3 h，考察了pH值对Cr(Ⅵ)去除率的影响．由图2可见，pH值在2～7之间Cr(Ⅵ)的去除率变化不大，都在94%以上；随着pH值的进一步提高(7～12)，Cr(Ⅵ)的去除率急剧下降．可见酸性条件有利于Cr(Ⅵ)的去除，因为在酸性条件重铬酸根的氧化电势较高(1.33 V): →2Cr3++7H2O，聚苯胺在酸性介质中本身被质子化，易与或产生静电吸引；而在碱性条件下Cr(Ⅵ)主要以CrO42-形式存在[14-15]，氧化性迅速减弱，与聚苯胺的反应性能迅速下降，且聚苯胺本身在碱性条件下发生脱掺杂，与离子静电吸引作用减弱,因而导致Cr(Ⅵ)的去除率的急剧降低．因此在实际废水处理中应该选择在中性至酸性条件下进行．2.4 溶液温度对吸附还原过程的影响将在相同条件下制备的复合物与0.5 mmol·L-1的Cr(Ⅵ)溶液于不同温度下振荡反应，考察了溶液温度对吸附还原过程的影响(图3)．由图3可见，在反应初期随着温度的升高，反应速率加快，随着时间的延长，最后达到平衡状态，当溶液的温度由285 K上升到318 K时Cr(Ⅵ)的平衡去除率由原来的95.52%提高到98.93%．图2 溶液pH值对Cr(Ⅵ)去除率的影响图3 不同温度下Cr(Ⅵ)去除率随着时间的变化2.5 PAn/PUF复合物重复使用性能将吸附还原Cr(Ⅵ)之后的复合物分别用0.5 mol·L-1硫酸和0.1 mol·L-1抗坏血酸处理，然后用蒸馏水洗涤，烘干后重新浸入pH=5，浓度为0.5 mmol·L-1的250 mLCr(Ⅵ)溶液中，在300 K下匀速振荡，不同条件下的重复使用次数与Cr(Ⅵ)离子的去除率见表2所示．从表2明显看出，用抗坏血酸处理后的复合物重复使用4次，其去除率仍然在96.81%以上，而用硫酸处理的仅为85.43%，可见使用还原性酸的效果要优于用氧化性酸．原因是PAn/PUF复合物在吸附还原Cr(Ⅵ)后一部分低氧化态的PAn变为高氧化态，用还原性的抗坏血酸处理之后，高氧化态的PAn被重新还原为低氧化态，可以进一步吸附还原Cr(Ⅵ)离子；而硫酸不具备还原性，可能只是一部分与高氧化态的PAn发生掺杂效应，从而部分改变PAn分子链的氧化电势，重新与Cr(Ⅵ)发生化学反应，此外硫酸处理还可能发生铬离子的脱附作用，从而可达到重复利用的目的．表2 硫酸或抗坏血酸处理后重复使用次数与Cr(Ⅵ)离子去除率的关系重复次数0.5 mol·L-1硫酸0.1 mol·L-1抗坏血酸199.80%99.98%299.69%99.79%399.08%99.09%485.43%96.81%564.67%79. 09%3 动力学分析及过程机理3.1 动力学分析为了进一步研究PAn/PUF复合物对溶液中Cr(Ⅵ)离子的吸附还原作用过程, 分别使用Lagergren[16]一级动力学模式和Blanchard[17]进一步沿用的Ho二级动力学线性模式，对300 K下、pH=5及初始浓度为20 mg·L-1的Cr(Ⅵ)离子溶液的实验数据进行了拟合处理．准一级动力学方程： ln( qe-qt ) = ln qe-K1t准二级动力学方程： t/qt = (1/K2 qe2) + (1/qe ) t式中K1代表一级吸附反应的动力学常数(min-1)，K2代表二级反应动力学的速率常数(g·mg-1·min-1)，qe为平衡时的吸附容量(mg·g-1)，qt表示随着时间的推移, 吸附剂对溶液中铬离子的吸附容量(mg·g-1)．通过线性拟合作图如图4～图5所示，发现准一级拟合的相关系数为0.944 4，而准二级拟合的相关系数为0.999 8．因此用准二级动力学模型来解释吸附动力学更合适，也说明复合物吸附还原Cr(Ⅵ)的过程的总体速率可能受化学过程控制．准一级拟合的相关系数也较大，说明此过程也受到物理扩散作用的控制，因此该过程可能是由物理扩散和化学配位作用共同完成的结果，其中Cr(Ⅵ)离子与固相材料之间的化学配位作用决定了吸附速率[18]．图4 准一级动力学方程拟合图5 准二级动力学方程拟合3.2 吸附还原过程机理推测为了进一步说明PAn/PUF复合物去除溶液中Cr(Ⅵ)的过程依次包括物理吸附、还原反应和脱附过程(图6示意图) ，在复合物与Cr(Ⅵ)反应3 h后取样，分析了溶液中六价铬和总铬质量浓度，实验中采用高锰酸钾氧化法将低价态铬氧化成六价铬进行总铬的测定．Cr(Ⅵ)溶液初始浓度为13 mg·L-1，3 h后总铬浓度为5.6 mg·L-1，六价铬浓度为0.28 mg·L-1，如图7所示．Cr(Ⅵ)基本被去除，说明测定的总铬浓度基本都是由Cr(Ⅲ)再氧化形成，估算约有43%的铬以Cr(Ⅲ)的形式留在溶液中，其余Cr(Ⅲ)则残余在PAn/PUF复合物自身骨架中，而采用适当酸后处理则可以洗脱这部分残余吸附的Cr(Ⅲ)离子．Ⅰ.物理吸附Ⅱ.还原过程Ⅲ.脱附图6 PAn/PUF吸附还原Cr(Ⅵ)离子的示意图图7 总铬和六价铬质量浓度随时间的变化4 结论采用聚氨酯海绵负载聚苯胺二元复合物吸附还原溶液中的Cr(Ⅵ)离子，在一定条件下，当聚苯胺的负载质量分数达到5.83%时，溶液中Cr(Ⅵ)的去除率可达到99.99%；该复合物能在pH=2～7的较宽范围内有效地去除Cr(Ⅵ)离子；该方法操作简便，Cr(Ⅵ)离子的去除率高，尤其是复合物经适当酸处理后可以重复使用，成本低廉，在工业含Cr(Ⅵ)废水处理中具有广阔的应用前景．参考文献：[1] 马广岳，施国新，徐勤松，等. Cr6+、Cr3+胁迫对黑藻生理生化影响的比较研究[J]. 广西植物，2004, 24 (2 ): 161-165.[2] 张小庆, 文洲, 王卫. 含铬废水的处理方法[J]. 环境科学与技术, 2004,27(B08):111-113.[3] 谢瑞文. 含Cr(Ⅵ)电镀废水处理研究进展[J]. 生态科学, 2006, 25(3): 285-288.[4] 汪德进, 何小勇. 含铬废水处理的研究进展[J]. 安徽化工, 2007, 33(1): 12- 15.[5] 张楠，薛改凤，张垒，等. 钢铁厂含铬废水处理技术研究进展[J]. 工业用水与废水, 2010, 41(5): 6-8.[6] 李英杰, 纪智玲, 侯凤, 等. 活性炭吸附法处理含铬废水的研究[J]. 沈阳化工学院学报, 2005, 19(3): 46-50.[7] 王宝庆, 陈亚雄, 宁平. 活性炭水处理技术应用[J]. 云南环境科学，2002, 19(3): 46-50.[8] LAXMAN R S, MORE S. Reduction of hexavalent chromium by streptomyces Griseus[J]. Miner Eng, 2002, 15(11): 831-837.[9] HUANG M R, PENG Q Y, LI X G. Rapid and effective absorption of lead ions on fine poly(phenylenediamine) microparticles[J]. Chem Eur J, 2006, 12(16): 4341-4350.[10] LI X G , HUANG M R, LI S R. Synthesis of poly(1,8-diaminonaphthalene) microparticles with a very high silver-ion adsorbability by a chemicaloxidative polymerization[J]. Acta Mater, 2004, 52: 5363-5374.[11] DIMITRIEV O P. Doping of polyaniline by transition-metal salts[J]. Macromolecules, 2004, 37(9): 3388-3395.[12] 陈芬, 杨春明, 张学芬, 等. 聚苯胺/聚氨酯导电海绵的制备及其性质研究[J].湖南师范大学自然科学学报，2011,34(2): 42-47.[13] 中华人民共和国国家标准.二苯碳酰二肼分光光度法GB/T5750.6-2006[S]. 生活饮用水检验方法，金属指标：53-54.[14] LI Q, SUN L, ZHANG Y, et al. Characteristics of equilibrium, kinetics studies for adsorption of Hg(Ⅱ) and Cr(Ⅵ) by polyaniline/humic acid composite[J].Desalination, 2011, 266: 188-194.[15] ZHANGR H, MA H Z, WANG B. Removal of chromium(Ⅵ) from aqueous solutions using polyaniline doped with sulfuric acid[J]. Ind Eng Chem Res, 2010, 49(20): 9998-10004.[16] GUO X, FEI G T, SU H, et al. High-performance and reproducible polyaniline nanowire/tubes for removal of Cr(Ⅵ) in aqueous solution[J]. J Phys Chem C, 2011, 115(5): 1608-1613.[17] HOY S, MCKAY G. The kinetics of sorption of divalentmetal ions onto sphagnum moss Peat[J]. Water Res, 2000, 34(3): 735-742.[18] 王翠兰, 唐荣潘, 翟建平. 共聚苯胺/邻氨基苯酚介孔硅复合材料对Hg(Ⅱ)的吸附动力学研究[J]. 环境保护科学, 2010, 36(2): 17-20.。
磁性聚苯胺吸附材料的制备及对碘的吸附性能研究
磁性聚苯胺吸附材料的制备及对碘的吸附性能研究
张祎鹏;吴展华
【期刊名称】《湿法冶金》
【年(卷),期】2024(43)3
【摘要】研究了以聚苯胺(PANI)包覆四氧化三铁制备Fe_(3)O_(4)@PANI磁性吸附材料,并用于吸附水中的碘单质。
采用SEM、TEM、FT-IR、XRD、VSM、XPS 和Raman等方法对该复合材料吸附前后的形貌与性质进行表征,探究了该复合材料的吸附机制,同时考察了吸附时间、碘溶液浓度、吸附温度及再生对吸附性能的影响。
结果表明:聚苯胺包覆四氧化三铁吸附溶液中的I_(2)时,碘分别与聚苯胺的苯环、醌环及醌环结构单元的氮原子结合;Fe_(3)O_(4)@PANI对I_(2)的吸附为自发吸热的过程,符合准二级动力学模型与Langmuir等温吸附模型;在303.15 K时,理论最大吸附量为1777.13 mg/g,负载吸附剂用乙醇脱附并循环使用3次后,其吸附率可达第1次吸附率的44.22%。
【总页数】9页(P284-292)
【作者】张祎鹏;吴展华
【作者单位】中国原子能科学研究院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ424;O647.3
【相关文献】
1.活性炭/聚苯胺复合材料的制备及吸附性能研究
2.常温下聚苯胺吸附材料的制备及吸附性能研究
3.磁性氧化石墨烯/聚苯胺纳米复合材料的制备
及再生循环吸附性研究4.聚苯胺-氧化铁磁性复合材料的制备及其对甲基橙吸附性能的应用5.多壁碳纳米管/聚苯胺纳米纤维复合材料的制备及其吸附性能研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
聚氨酯海绵负载聚苯胺吸附还原Cr(Ⅵ)离子的研究
张学芬 ， 王洪波 ，学院 ，中国 长沙 ４０ ８ ） １０ １
摘
要
采用 化学 氧化聚合法在聚氨酯海绵 （ Ｕ ） Ｐ Ｆ 上原位生 长聚苯胺 （ Ａ ） Ｐ ｎ 制备 了 Ｐ ｎ Ｐ Ｆ二元复合物 ， Ａ／ Ｕ 并
将该 复合物应用 于处理 废水中的 ｃ（ Ｉ离 子． ｒＶ） 考察 了聚苯 胺负载 比、 底物 Ｃ（ 离子 浓度 、 ｒⅥ） 溶液 ｐ Ｈ值及 温度 等
程 的 可 能 机理 ．
关键词
聚苯胺 ； 氨酯海绵 ； 聚 吸附－ 还原 ；ｒ Ｖ ） Ｃ （ Ｉ
０ ３ ． ６３２ 文献 标 识 码 Ａ 文章 编 号 １０ －５７ ２ １ ）２０ ４ －５ ０ ０２ ３ （０ ２ ０ －０ １０
中图分类号
Ｓ ｕ ｙｏ ｄ ｏ ｐｉｎａ ｄ Ｒ ｄ ｃｉｎｏ （ ）ｂ ｔｄ ｎＡ ｓ ｒｔ ｎ ｅ ｕ ｔ ｆ ｏ ｏ Ｃｒ Ⅵ ｙ
Ｐ ｌａ ｉｎ ｏ ｄ ｄ ｏ ｏｙ ｒ ｔ ａ ｅ Ｆ ａ ｏｙ ｎ ｌ ｅ Ｌ ａ ｅ ｎ Ｐ ｌｕ ｅ ｈ ｎ Ｏ ｍ ｉ
Ｚ Ａ Ｇ Ｘ ｅ ｅ ，Ｗ Ｎ ｏ ｇｂ ， Ａ Ｇ Ｃ ｕ — ｉ Ｈ Ｎ ｕ － ｒ Ａ ＧＨ ｎ — Ｙ Ｎ ｈ ｎｒ ｎ ｆＬ ｏ ｕ ｇ
Ａｂｓｒ ｃ Ｐ ｌａ ｌｎ ／ｐ ｌｕ ｅｈ ｎ ｏ ｍ ｎ ｒ ｏ ｏ ｉｅｗａ ｒ ｐ ｒ ｄ ｂ ｎ ｉ ・ｉｕ ｃ ｍｉａ ｘｄ ｔｏ ｏｙ・ ｔａ ｔ ｏ ｙ ｎｉ ｅ ｏ ｙ ｒ ｔａ ｅ ｆ ａ ｂｉａ ｙ ｃ ｍｐ ｓｔ ｓｐ ｅ ａ ｅ ｙ ａ ｎ－ ｔ ｈｅ ｃ ｌ ｉ ａｉｎ ｐ ｌ・ ｉ ｓ ｏ
聚苯胺磁性吸附剂的合成及其吸附性能研究
精品文档供您编辑修改使用专业品质权威编制人：______________审核人：______________审批人：______________编制单位：____________编制时间：____________序言下载提示：该文档是本团队精心编制而成，希望大家下载或复制使用后，能够解决实际问题。
文档全文可编辑，以便您下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用，谢谢!同时，本团队为大家提供各种类型的经典资料，如办公资料、职场资料、生活资料、学习资料、课堂资料、阅读资料、知识资料、党建资料、教育资料、其他资料等等，想学习、参考、使用不同格式和写法的资料，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by this editor. I hope that after you download it, it can help you solve practical problems. The document can be customized and modified after downloading, please adjust and use it according to actual needs, thank you!And, this store provides various types of classic materials for everyone, such as office materials, workplace materials, lifestylematerials, learning materials, classroom materials, reading materials, knowledge materials, party building materials, educational materials, other materials, etc. If you want to learn about different data formats and writing methods, please pay attention!聚苯胺磁性吸附剂的合成及其吸附性能探究聚苯胺磁性吸附剂可作为一种高效的水处理材料，具有良好的吸附性能。
聚苯胺防腐性能及应用
04
聚苯胺在其它防腐领域的应用
聚苯胺在化学储罐防腐中的应用
化学储罐防腐要求
化学储罐需要防止各种化学物质的腐蚀，保持储罐的完整性和安全性。
聚苯胺在化学储罐防腐中的应用
聚苯胺具有优异的电绝缘性能和化学稳定性，可以作为化学储罐的内壁防腐涂料。它能够有效地抑制化学物质的 腐蚀，提高储罐的使用寿命。
聚苯胺在石油管道防腐中的应用
聚苯胺在酸性环境中的防腐作用
聚苯胺在酸性环境中能够通过吸附在金属表面形成一层保护膜，阻止氢离子与 金属反应，从而起到防腐作用。
聚苯胺在碱性环境中的防腐性能
碱性环境对金属腐蚀的影响
在碱性环境中，金属表面容易发生腐蚀，主要是由于氢氧根离子与金属反应生成 氢气，导致金属表面形成腐蚀产物。
聚苯胺在碱性环境中的防腐作用
聚苯胺在碱性环境中能够通过吸附在金属表面形成一层保护膜，阻止氢氧根离子 与金属反应，从而起到防腐作用。
聚苯胺在其它环境中的防腐性能
氧化性介质中的防腐性能
聚苯胺在氧化性介质中能够通过吸附在金属表面形成一层保 护膜，阻止氧化剂与金属反应，从而起到防腐作用。
还原性介质中的防腐性能
聚苯胺在还原性介质中能够通过吸附在金属表面形成一层保 护膜，阻止还原剂与金属反应，从而起到防腐作用。
时间，降低维护成本。
聚苯胺在氟碳防腐涂料中的应用 Nhomakorabea1 2
氟碳的特性
氟碳具有极佳的耐候性、耐化学品性、耐磨损性 等特性，广泛应用于防腐涂料领域。
聚苯胺在氟碳防腐涂料中的作用
聚苯胺可以作为氟碳的改性剂，提高涂料的附着 力和耐腐蚀性。
3
应用效果
聚苯胺在氟碳防腐涂料中的应用可以提高涂料的 防腐性能，延长防腐时间，降低维护成本。
聚苯胺的合成与聚合机理研究进展
一、聚苯胺的合成方法及其优缺 点
一、聚苯胺的合成方法及其优缺点
聚苯胺的合成方法主要包括化学氧化聚合法、电化学聚合法和生物合成法等。 其中，化学氧化聚合法应用最广泛，通过氧化剂和苯胺单体的反应制备聚苯胺。 该方法具有设备简单、产量高等优点，但反应条件较为严格，副反应较多，产物 的分子量和电导率受到一定限制。
内容摘要
聚苯胺的合成方法主要包括化学还原法、氧化还原法、界面缩聚法等。其中， 化学还原法由于其工艺简单、成本较低等优点，成为目前研究的主要方法之一。 在化学还原法中，通常使用有机还原剂，如抗坏血酸、硼氢化钠等，将苯胺单体 在酸性或碱性条件下聚合生成聚苯胺。
内容摘要
此外，氧化还原法也是常用的合成方法之一，使用氧化剂如过硫酸盐、双氧 水等将苯胺氧化聚合生成聚苯胺。界面缩聚法是一种液相合成方法，将苯胺单体 在溶液中聚合，形成聚苯胺纳米纤维或薄膜。
三、聚苯胺的应用领域与挑战
因此，针对聚苯胺的结构和性质进行改性研究，提高其应用性能和降低成本， 是未来亟待解决的问题。
四、聚苯胺的合成与聚合机理研 究现状
1、聚苯胺的合成方法及其影响 因素
1、聚苯胺的合成方法及其影响因素
化学氧化聚合法是制备聚苯胺最常用的方法。在这个过程中，苯胺单体在氧 化剂的作用下发生氧化聚合反应，生成聚苯胺。反应条件如温度、pH值、氧化剂 种类和浓度等对聚苯胺的分子量、分子量分布和电导率等性质有重要影响。通过 控制这些参数，可以优化聚苯胺的合成。
内容摘要
引言：随着科技的不断进步，纳米纤维在各个领域的应用越来越广泛。其中， 聚苯胺纳米纤维因其独特的性能和广泛的应用前景而备受。本次演示将详细介绍 聚苯胺纳米纤维的合成方法及应用进展。
内容摘要
一、研究背景聚苯胺纳米纤维是一种由苯胺单体在氧化剂作用下聚合而成的 导电高分子材料。其具有优异的导电性能、良好的化学稳定性和机械强度，在电 子、生物医学、建筑等领域具有广泛的应用前景。近年来，研究者们不断探索聚 苯胺纳米纤维的合成方法，以拓展其应用领域。
聚苯胺的制备方法及其吸附性能
聚苯胺的制备方法及其吸附性能
赵玉增;石慧雯;叶琼慧;马利纳;朱韵
【期刊名称】《上海电力学院学报》
【年(卷),期】2013(029)002
【摘要】以苯胺盐酸盐为单体、过硫酸铵为氧化剂、磺基水杨酸为添加剂,采用软模板沉淀聚合的方法合成了不同微观形貌的聚苯胺,并着重研究了添加剂用量、乙醇/水溶剂比例等对聚苯胺产物形貌的影响.通过光学显微镜、红外光谱对合成的聚苯胺进行了表征.采用静态吸附法研究了合成的微米管状聚苯胺对重铬酸钾的吸附性能.
【总页数】5页(P191-194,198)
【作者】赵玉增;石慧雯;叶琼慧;马利纳;朱韵
【作者单位】上海电力学院环境与化学工程学院,上海200090
【正文语种】中文
【中图分类】TQ028.8;X13
【相关文献】
1.导电聚苯胺二次掺杂制备方法及性能研究 [J], 冯辉霞;陈姣;陈娜丽;刘生丽
2.高吸附性能硅酸钛吸附剂的制备方法及其应用 [J],
3.常温下聚苯胺吸附材料的制备及吸附性能研究 [J], 王进辉
4.水溶性聚苯胺的制备方法腐蚀机理及缓蚀性能研究进展 [J], 柴永新;金有海
5.聚苯胺磁性壳聚糖对Cr(Ⅵ)离子吸附性能研究 [J], 刘晓婷;赵云鹏;郑明凯;田景芝;荆涛;初红涛;邢进
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
聚苯胺综述
聚苯胺综述1、引言导电高分子材料也称导电聚合物，其分子是由许多小的、重复出现的结构单元组成，即具有明显聚合物特征；若在材料两端加上一定电压，在材料中有电流通过，即具有导电的性质。
同时具备上述两条性质的材料，称为导电聚合物。
虽然都是导电体，但导电聚合物和常规金属导电体不同。
前者属于分子导电物质，后者是金属晶体导电物质。
因此，其结构和导电方式都不同。
高分子导电材料包括结构型高分子导电材料和复合型高分子导电材料两大类。
结构型导电高分子材料又称本征导电高分子，是指聚合物获得导电性能不是通过加入导电性物质，而是由其本身结构带来的。
如掺杂后的导电高分子聚合物：聚乙炔(PAc)、聚吡咯(PPy)、聚噻吩(PTh)、聚苯胺(PAn)、聚苯乙烯撑(PPV)等，这类聚合物大多是具有共轭π键结构的结晶聚合物，共轭双键可以通过电子转移的氧化还原反应变成高分子离子。
复合型导电高分子材料是将各种导电性物质(高效导电粒子或导电纤维)通过分散、层合、涂敷等工艺填充到聚合物基体中。
2、聚苯胺由于导电聚合物具有良好的电学、光学以及氧化还原特性在近20年里一直备受关注，在能源、电磁屏蔽和电致变色等领域有着广阔的前景。
自从1984年MacDiarmid在酸性条件下由苯胺单体获得具有导电性聚合物，聚苯胺已成为现在研究进展最快的导电聚合物之一。
原因在于聚苯胺具有以下诱人的独特优势：a)原料易得，合成简单；b)具有优良的电磁微波吸收性能、电化学性能、化学稳定性及光学性能；c)独特的掺杂现象；d)高的电导率；e)拥有良好的环境稳定性[1,2]。
聚苯胺被认为是最有希望在实际中得到应用的导电高分子材料。
以导电聚苯胺为基础材料，目前正在开发许多新技术，例如电磁屏蔽技术、抗静电技术、船舶防污技术、隐身技术、全塑金属防腐技术、太阳能电池、电致变色、传感器元件、二次电池材料、催化材料和防腐材料[3~11]。
3、聚苯胺的结构聚苯胺有多种结构，这是由反应条件决定的，它们之间的转化关系如下[12,13]：其中，聚苯胺最重要的存在形式是翠绿苯胺（EM，emeraldine），它具有导电性，通常可以在酸性条件下（如盐酸）通过化学氧化法制得，如果氧化剂过量，翠绿苯胺就被氧化成全氧化态聚苯胺（PNB，blue protonated pernigraniline)，这种形态的聚苯胺可能具有导电性。
聚苯胺的应用及应用原理
聚苯胺的应用及应用原理应用介绍聚苯胺是一种具有广泛应用的合成聚合物，具有优异的导电性、导热性和光学性质。
由于其稳定性和多功能性，聚苯胺在许多领域都有重要的应用。
本文将介绍聚苯胺的主要应用及其应用原理。
1. 电子器件领域聚苯胺在电子器件领域有广泛的应用，特别是在有机电子器件方面。
以下是一些主要的应用：•柔性电子器件：聚苯胺具有良好的柔性和可塑性，因此广泛用于制造柔性显示器、可穿戴设备和可弯曲电子元件。
聚苯胺基材料的弹性和韧性使得电子器件能够适应各种形状和曲线。
•有机太阳能电池：聚苯胺具有良好的导电性和光电性能，可用作有机太阳能电池的活性层材料。
其在太阳光照射下可以产生电子-空穴对，进而产生电荷和电流。
聚苯胺的能带结构可调控，可以优化光电转换效率。
•有机场效应晶体管：聚苯胺可用于制造有机场效应晶体管（OFET），可应用于柔性显示器和有机电子学领域。
聚苯胺薄膜在OFET中可作为半导体层，将载流子输运到电极上，实现电流的控制。
2. 传感器技术聚苯胺是一种优异的传感器材料，具有高度的化学活性、灵敏性和选择性，可用于多种传感器技术。
•气体传感器：聚苯胺薄膜可以吸附和检测气体分子，因此可以用于制造气体传感器。
例如，聚苯胺薄膜可以用于检测有毒气体如氨气、硫化氢等，并可以实现高灵敏度和快速响应。
•生物传感器：聚苯胺可用于制造生物传感器，用于检测生物分子和生物体内的变化。
例如，聚苯胺可以修饰传感器电极，实现对生物分子如葡萄糖、蛋白质等的检测。
•光学传感器：聚苯胺薄膜可用于制造光学传感器，用于检测环境中的光信号。
聚苯胺对光的吸收和发射具有特定的光学性质，可以应用于光学仪器和光电子设备。
3. 化学工程领域聚苯胺在化学工程领域有广泛的应用，主要用于以下方面：•电解质：聚苯胺可溶于有机溶剂和水，并可形成电解质溶液。
聚苯胺电解质在锂离子电池、超级电容器等电化学储能器件中具有应用前景。
•吸附剂：聚苯胺薄膜具有较高的表面活性和吸附性能，可用作吸附剂去除废水中的重金属离子和有机物。
植酸掺杂聚苯胺对水中Cr(Ⅵ)的去除研究
３ ３８
环 境 科 学 研 究
第 ３４ 卷
ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｃｒ( Ⅵ) . Ｔｈｕｓꎬ ＰＡＮＩ∕ＰＡ ｈａｓ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｒ( Ⅵ) ｉｎ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ.
ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｒ ( Ⅵ) ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｂｙ ＰＡＮＩ∕ＰＡ. Ｓｃａｎｎｉｎｇ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ ( ＳＥＭ) ꎬ ｆｌｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ
( ＦＴＩＲ) ꎬ ａｎｄ Ｘ￣ｒａｙ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ( ＸＰＳ) ｗｅｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ｔｈａｔ ＰＡ ｗａｓ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌｌｙ ｄｏｐｅｄ ｏｎ ＰＡＮＩ ａｎｄ ａ ｔｈｒｅｅ￣
ＰＡＮＩ∕ＰＡ 吸附材料成功制备并具有稳定结构ꎬ能够对水中 Ｃｒ( Ⅵ) 实现有效去除ꎬ并具有较强的选择吸附性ꎬ因此对废水中
Ｃｒ( Ⅵ) 的去除具有潜在的应用价值.
关键词: 聚苯胺( ＰＡＮＩ) ꎻ 植酸( ＰＡ) ꎻ Ｃｒ( Ⅵ) ꎻ 三维多孔ꎻ 吸附
中图分类号: Ｘ７０３ ５ 文章编号: １００１￣６９２９(２０２１)０２￣０３３７￣０９
. 近 年 来ꎬ 我 国 部 分 地 表 水 体 存 在
[５]
. 因此ꎬ废水中 Ｃｒ( Ⅵ) 的有效去除对
司ꎻ苯胺ꎬ过硫酸铵、ＰＡ 等化学试剂均为分析纯ꎬ购于
生物质复合材料吸附水中重金属离子的研究进展
生物质复合材料吸附水中重金属离子的研究进展
王青;庞少峰;王彦斌;卢新宇;陈奇;聂宏杰;朱星臣;苏琼
【期刊名称】《功能材料》
【年(卷),期】2024(55)2
【摘要】随着现代工业的发展,重金属水污染已成为最重要的环境问题之一,重金属离子毒性强、难降解,在很大程度上对人类、水生动物和植物有害,破坏生态系统。
吸附法低成本、去除效率高、可循环利用等优点使其成为废水处理的重要方法之一。
生物质材料资源丰富、成本低、绿色环保,以其为新型吸附剂原料被广泛研究。
基
于此,该文以金属有机骨架、沸石、生物炭类为例,首先综述了生物质复合材料的制
备及改性方法,总结了吸附剂的性能对金属离子吸附的影响,其次阐述其与金属离子
之间的吸附机理,最后对生物质复合材料在水污染治理发展方面提出展望。
【总页数】12页(P2029-2040)
【作者】王青;庞少峰;王彦斌;卢新宇;陈奇;聂宏杰;朱星臣;苏琼
【作者单位】西北民族大学化工学院;环境友好复合材料国家民委重点实验室;甘肃
省生物质功能复合材料工程研究中心;甘肃省高校环境友好复合材料及生物质利用
重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TQ424;X703
【相关文献】
1.石墨烯及其复合材料对水中重金属离子的吸附性能研究∗
2.磁性聚苯胺复合材料对工业废水中重金属吸附的研究进展
3.海洋废弃生物质基吸附材料去除水中重金属离子的研究进展
4.改性壳聚糖吸附材料吸附水中重金属离子的研究进展
5.有机-无机复合材料在水中重金属吸附领域的研究进展
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
重金属离子吸附剂 纳米材料
重金属离子吸附剂纳米材料
重金属离子吸附剂纳米材料是一种具有高效、环保、低成本特点的新型吸附材料，主要用于去除水体中的重金属离子。
纳米材料因其独特的物理和化学性质，在吸附重金属离子方面具有优越性能。
以下是一些研究较多的纳米材料吸附剂：
1. 纳米金属氧化物：如氧化锌（ZnO）、氧化铁（Fe2O3）、氧化铝（Al2O3）等，这
些纳米氧化物具有较大的比表面积和良好的吸附性能，能有效吸附重金属离子。
2. 纳米粘土：如凹凸棒粘土（ATP）、高岭土等，这类材料具有较高的比表面积和孔
隙度，可以提高吸附效果。
3. 纳米有机材料：如聚苯胺、壳聚糖等，这些有机纳米材料通过化学键合或物理吸附的方式，可以有效去除水体中的重金属离子。
4. 纳米复合材料：如聚合物/纳米金属氧化物复合材料、离子液体/纳米材料复合物等，这类材料结合了不同材料的优点，显示出了更高的吸附性能和稳定性。
5. 纳米生物材料：如微生物细胞、植物纤维等，这些生物纳米材料具有天然的高比表面积和吸附性能，可用于去除重金属离子。
纳米材料在重金属离子吸附领域的应用研究不断取得突破，为解决水体重金属污染问题提供了新思路。
但同时，纳米材料的环境影响和安全问题也值得关注，如纳米颗粒的生物毒性、二次污染等。
因此，在实际应用中，需对纳米材料进行合理选用、改性和复合，以实现高效、安全、环保的目标。
聚苯胺酚用作贵金属吸附剂的应用[发明专利]
![聚苯胺酚用作贵金属吸附剂的应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/512a0d7bdaef5ef7bb0d3cc4.png)
专利名称：聚苯胺酚用作贵金属吸附剂的应用专利类型：发明专利
发明人：黄美荣,李新贵,郭世坚
申请号：CN201810402360.2
申请日：20180428
公开号：CN110404513A
公开日：
20191105
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及聚苯胺酚用作贵金属吸附剂，其对浓度几mg/L至上千mg/L的贵金属离子能够降至0.1ppm以下，吸附率在99.9％以上，并且所吸附贵金属大部分为单质态而非离子态，因此缩短了回收工艺路径。
聚苯胺酚对贵金属的最大吸附容量可达2000mg/g以上，即自身重量的2倍以上。
该聚苯胺酚用于废旧线路板中金回收，对溶出金的吸附率超过99.96％，吸附后残留金浓度小于
0.1mg/L，几乎吸附了溶液中全部的金。
用于电镀废液中金回收，进行12轮吸附后，每一轮吸附后废液中残留金浓度均小于0.1mg/L，吸附率均大于99.82％，几乎将溶液中的金完全回收。
与现有贵金属吸附剂相比，该吸附剂无论在最小残留贵金属离子浓度、最大吸附容量，使用pH范围、回收工艺路径等方面都具有明显优势。
申请人：同济大学
地址：200092 上海市杨浦区四平路1239号
国籍：CN
代理机构：上海科盛知识产权代理有限公司
代理人：褚明伟
更多信息请下载全文后查看。
聚苯胺的合成及其对六价铬吸附实验研究
聚苯胺的合成及其对六价铬吸附实验研究陈诚;李曦;刘信;胡善洲;焦龙华;董玉林;刘鹏;李全华【摘要】用化学氧化聚合法合成聚苯胺并对产品进行表征,采用氧化还原滴定法研究了聚苯胺对Cr(Ⅵ)的吸附性能,分析了聚苯胺粒径、加入量、吸附时间以及初始铬浓度对吸附的影响,构成了一个集合成、表征与应用于一体的综合实验.该实验涉及到有机高分子合成及表征、分析化学和表面吸附等理论知识,包含合成操作、滴定分析、数据处理等化学实验基本技能,可作为化学专业学生的综合实验,有利于巩固学生的理论知识,提高学生独立自主分析问题和解决问题的能力.【期刊名称】《实验技术与管理》【年(卷),期】2014(031)004【总页数】4页(P61-63,67)【关键词】综合性实验;聚苯胺合成;化学氧化聚合法;氧化还原滴定法【作者】陈诚;李曦;刘信;胡善洲;焦龙华;董玉林;刘鹏;李全华【作者单位】武汉理工大学理学院化学系,湖北武汉430070;武汉理工大学理学院化学系,湖北武汉430070;武汉理工大学理学院化学系,湖北武汉430070;武汉理工大学理学院化学系,湖北武汉430070;武汉理工大学理学院化学系,湖北武汉430070;武汉理工大学理学院化学系,湖北武汉430070;武汉理工大学理学院化学系,湖北武汉430070;武汉理工大学理学院化学系,湖北武汉430070【正文语种】中文【中图分类】O6-33聚苯胺是应用广泛的结构性导电高分子材料之一，其结构多样，合成方法简单，原料易得，有良好的稳定性［1－2］，在防腐涂料、抗静电和电磁屏蔽材料、超级电容器电极材料、传感器等领域已获得大量的应用［3－7］。
聚苯胺分子中含大量的胺基和亚胺基功能基团，对重金属离子具有良好的络合作用［8－9］；同时这些胺基和亚胺基还具有还原性，可与氧化电位较高的重金属离子发生氧化还原反应；聚苯胺对部分重金属离子（如Pb2＋、Hg2＋）有离子交换功能且具有很好的耐溶剂性能，使得聚苯胺能够广泛适用于各种复杂的吸附环境［10－11］。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
线性形式
log( qe － qt )
=
logqe
－
k1 2． 303
t qt
=
1 k2 q2e
+
t qe
qt = βln( αβ) + βln( t)
log R = log kid + αlog t
2554
环境工程学报
第5 卷
2． 2 pH 值影响 pH 值会同时影响吸附剂和吸附质的存在状态，
用乙醇和去离子水清洗直至水无色，最后在 50 ℃ 干 XRD 谱图见图 1，扫描角为 10° ～ 90°，扫描速率为
燥箱内干燥得墨绿色聚苯胺粉末。样品特点和结构 2° / min。从图 1 得出聚苯胺为不完全结晶形式。
分析分别采用紫外可见光谱( NEWLABO 2200) 和 X
射线衍射仪( XD-2 北京) 进行分析。
固体吸附剂对液体吸附常用等温模型和动力学
酰胺、氢氧化钠、所示。
浴锅( 上海仪表( 集团) 供售公司) 。 1． 2 聚苯胺的合成及表征
2 结果与讨论
分析纯的苯胺在 180 ℃ 蒸馏纯化后，将 3 g 苯胺 2． 1 聚苯胺特性
溶解在 100 mL 浓度为 1 mol / L 的盐酸溶液中，另将
关键词 聚苯胺 吸附 铬离子
中图分类号 TQ424
文献标识码 A 文章编号 1673-9108( 2011) 11-2552-05
Adsorption properties of polyaniline for Cr ( Ⅵ)
Liu Deli1，2 Sun Dezhi1
( 1． School of Municipal and Environmental Engineering，Harbin Institute of Technology，Harbin 50090，China) ( 2． School of Marine Science and Technology，Harbin Institute of Technology at Weihai，Weihai 264209，China)
的吸附性能的影响，给出了聚苯胺对六价铬离子吸
V———溶液体积( V) ;
附的等温模型、动力学模型和热力学参数。
m———聚苯胺的质量( g) 。
1实验
1． 1 原材料和仪器
当吸附达平衡时，Ct 等于平衡浓度 Ce，qt 等于 平衡吸附量 qe。 1． 4 吸附等温模型和动力学模型
聚苯胺本实验自制，苯胺、过硫酸胺、二甲基甲
基及亚胺基还具有还原性，可以与一些氧化电位较
高的重金属离子发生氧化还原反应吸附。同时聚苯 收稿日期: 2010 － 03 － 15; 修订日期: 2010 － 12 － 03
胺类吸附剂对部分金属离子还具有离子交换功能， 作者简介: 刘德丽( 1976 ～ ) ，女，博士研究生，主要从事污水处理技
加之聚苯胺具有很好的耐溶剂性能，使其能够广泛
第 5 卷 第 11 期 2 011 年11 月
环境工程学报
Chinese Journal of Environmental Engineering
Vol． 5 ，No ． 11 Nov ． 2 0 1 1
聚苯胺对铬( Ⅵ) 离子的吸附性能研究
刘德丽1，2 孙德智1
( 1． 哈尔滨工业大学市政环境工程学院，哈尔滨 150090) ( 2． 哈尔滨工业大学( 威海) 海洋科学与技术学院，威海 264209)
术研究工作。E-mail: rensiyuan2004@ 126． com
第 11 期
刘德丽等: 聚苯胺对铬( Ⅵ) 离子的吸附性能研究
2553
在含铬废水处理中应用较为广泛。吸附法成败的关 键在于吸附剂性能的优劣，高效重金属离子的吸附
qt
=
( C0
－ Ct) V m
( 1)
剂是研究者孜孜以求的目标［9-11］。
摘 要 以聚苯胺为吸附剂，静态吸附六价铬离子。聚苯胺采用氧化法在常温下合成，用 XRD 和紫外可见分光光度计 进行表征。实验研究了不同条件下( 溶液浓度、吸附时间和 pH) 对吸附性能的影响。静态吸附实验得出聚苯胺对六价铬离子 吸附符合 Langmuir 等温吸附模型和二级动力学模型。在 20 ℃ 、溶液 pH 值为 3 时单分子层最大吸附能力为 198． 41 mg / g。并 根据实验计算出吸附过程的热力学参数 ΔH°、ΔS°和 ΔG°。通过研究得出聚苯胺可以用作吸附剂去除废水中的六价铬离子。
为了研究聚苯胺对不同浓度的铬溶液的吸附特 性，实验分别取一系列 100 mL 不同初始浓度的铬 ( Ⅵ) 溶液( 20 ～ 500 mg / L) ，加入 0． 5 g PANI 在 20 ℃ 恒温下，搅拌吸附 4 h 后过滤。计算出平衡浓度 和吸附量之间的关系，如图 3 所示。
由图 3 可得出随着铬离子初始浓度的增加，吸 附后平衡浓度和平衡吸附量均增加。这种上升趋势 在浓度较低时较明显，随着浓度增加平衡吸附量的 增加量变小曲线逐渐变得平坦。吸附过程常用的 4 个等温模型的线性表达式列入表 1。由于每个模型 描述吸附过程的一个特殊性质，将图 3 中数据处理 后分别按不同的等温模型进行线性回归，其相关系 数和模型参数如表 2 所示。
用［2］。同时由 于 聚 苯 胺 分 子 中 含 有 大 量 的 氨 基 和
目前，对 含 铬 废 水 的 处 理 多 采 用 物 理 化 学 方
亚胺基功能基团，它们对重金属离子具有良好的络 法［7，8］，如化学沉淀、吸附、膜处理和离子交换等，其
合作用，能够对金属离子形成有效络合［3］。这些氨 中吸附工艺因操作简单和各类廉价吸附剂的发展，
进而对吸附过程 有 着 重 要 的 影 响。实 验 是 取 100 mL 浓 度 为 100 mg / L 的 铬 ( Ⅵ ) 溶 液，加 入 0． 2 g PANI，用 H2 SO4 调节溶液的 pH 值，在室温下 吸附 4 h 后过滤，测定滤液中剩余铬( Ⅵ) 浓度后计 算吸附量 qe，以 pH 为横坐标，吸附量为纵坐标作 图 2。
瓶放入带磁力搅拌的恒温水浴锅中，固定温度和搅拌 速度进行吸附一定时间后，采用分光光度计法测定滤 液中剩余 Cr6 + 质量浓度。则吸附量计算:
图 1 聚苯胺的 XRD Fig． 1 XRD pattems of PNAI
表 1 吸附等温模型和动力学模型表达式 Table 1 Adsorption isotherm models and kinetic model
分子材料，已在二次电池、抗静电及电磁屏蔽材料、 污染急剧加重，对人类健康和生态环境造成严重危
防腐蚀材料、超级电容器、选择性透过膜、传感器、分 害。废水中的铬主要以 Cr( Ⅵ) 和 Cr( Ⅲ) 2 种形式 子导线及 分 子 器 件、人 工 肌 肉 等 方 面 获 得 大 量 应 存在，而六价铬的毒性是三价铬的 100 倍［6］。
Abstract The present work deals with the removal of Cr( Ⅵ) ions from aqueous solutions in a batch mode system using polyaniline synthesized by chemical oxidation． Polyaniline was characterized by X-ray diffraction ( XRD) and ultraviolet-visible spectrophotometer． The effects of various experimental conditions such as pH，initial metal ion concentration，time and temperature were studied． The sorption system follows the Langmuir model and second-order kinetic model． The maximum adsorption capacities obtained from the Langmuir isotherm model are 198． 41 mg / g at pH 3 and a temperature of 20 ℃ ． Thermodynamic parameters such as ΔH°，ΔS° and ΔG° were evaluated for the adsorption process． It is therefore reasonable that PANI could be used for the removal of Cr( Ⅵ) ion from wastewater．
图 3 浓度对六价铬吸附的影响 Fig． 3 Effect of on removal of Cr( Ⅵ)
图 2 pH 值对六价格铬吸附的影响 Fig． 2 Effect of pH on removal of Cr( Ⅵ)
由图 2 可知，在酸性条件下，吸附量随 pH 值增 大而先增加后减小，在 pH 为 3 时达到最大值。当 pH 值在 1 ～ 4 范围内，铬 ( Ⅵ) 在溶液中以 HCrO4－ 形式 存 在，而 聚 苯 胺 中 的—NH2 与 溶 液 中 存 在 的 H + 质子相互作用，以( —NH3+ ) 形式存在于酸性溶 液中。两者之间以静电作用的方式发生吸附。随着 pH 增加，溶液中 H + 浓度变低，聚苯胺中以阳离子 形式存在的( —NH3+ ) 数量减少，从而使铬的吸附量 变小。且随着 pH 的增加，铬的存在形式也将发生 改变。因此聚苯胺吸附铬( Ⅵ) 的最佳 pH 为 3，以 下所有实验都将 pH 调到 3。 2． 3 浓度对吸附过程的影响和等温吸附模型
1． 3 吸附实验
称取一定量的重铬酸钾，用去离子水溶解配成不