聚氨酯基活性炭制备及吸附电镀废水中重金属离子研究
2021-02-04李茁李维宁陈坤郭爱军
李茁,李维宁,陈坤,郭爱军
(中国石油大学(华东) 化学工程学院,山东 青岛 266580)
电镀行业产生的含重金属离子酸性废水[1],对土壤、地表水体等环境造成严重危害,并诱发生物体产生各种疾病[2-4]。目前对废液中的重金属离子处理方法主要有:膜分离、电解、离子交换树脂以及活性炭吸附法[5-7]。其中,活性炭吸附去除的方法成本较低。聚氨酯(PU)塑料广泛应用于电器、冶金、纺织、机械制造等领域[8-9]。由于其不会自然降解,废弃物会对环境保护造成重大负担[10]。
本实验以废弃PU为研究对象,制备得活性炭,对其进行表征,并揭示聚氨酯基活性炭对溶液中Zn2+的吸附特性和规律。加快废弃PU的资源化利用,变废为宝,具有重要的理论意义和实际社会价值。
1 实验部分
1.1 材料与仪器
七水合硫酸锌、浓硫酸、浓盐酸、氢氧化钾、碘、碘化钾、硫代硫酸钠、碘酸钾、无水碳酸钠均为分析纯;废弃聚氨酯塑料板(30 cm×30 cm×2 cm),由山东光大国际环保公司提供。
OTF-1200X-S型高温管式炉;ICPOES 730型电感耦合等离子体原子发射光谱仪;JSM-7500F型扫描电子显微镜;ASAP2020型全自动比表面积孔隙度分析仪;4800S型红外光谱仪。
1.2 聚氨酯基活性炭的制备
废弃聚氨酯塑料板经粉碎后,由标准筛网筛分100~150目,将筛分后的聚氨酯粉末于80 ℃条件下真空烘干。
取5 g已干燥的聚氨酯粉末于刚玉瓷舟,移至密闭管式炉里,通入氮气(流速50 mL/min),以 5 ℃/min 升温速率升温至600 ℃,炭化4 h。炭化结束冷却至室温,取出炭化产物,研磨至80~100目,将粉末置于管式炉中,使用二氧化碳为活化剂进行活化。二氧化碳流速控制为100 mL/min,以 3 ℃/min 升温到200 ℃,恒温2 h,随后以5 ℃/min的升温速率升温到800 ℃,恒温3 h。……
