聚苯胺对铬(Ⅵ)离子的吸附性能

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
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)
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。
Key words polyaniline; adsorption; Cr( Ⅵ)
导电高分子由于具有特殊的结构和优异的化学 适应于各种复杂的吸附环境。如国外已有文献报道 性能，受到各领域研究人员的极大关注。其中聚苯 聚苯胺吸附铯离子［4］、吸附二价汞离子［5］，因此，聚
胺( PANI) 具有结构多样化、掺杂机制独特、合成原 苯胺的重金属吸附性能研究渐ຫໍສະໝຸດ Baidu成为热点之一。
料易得、合成方法简单、成本远比聚噻吩和聚吡咯低
铬在冶金、电镀、制革、油漆、印染和制药等工业
等 优 点，已 成 为 最 有 应 用 价 值 的 导 电 高 分 子 之 中被大量的使用，随着这些工业的快速发展，铬离子 一［1］。聚苯胺被认为是最具有应用前景的导电高 被大量地累积在环境中，使水环境中铬等重金属的
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，
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)
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．
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