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安全与环境工程2025年第04期:多胺木粉高效去除焦磷酸络合废水中Ni(Ⅱ)的机制见解

来源:期刊VIP网 时间:


作者:宋逸璇;凌晨;王正晓;刘福强;

单位:南京林业大学生态与环境学院;南京大学环境学院;

摘要:废水中络合态重金属的高效净化是当前研究的热点之一。采用木粉接枝多胺基团,研制了多胺木粉(polyamine-modified wood flour,AWF),并探究了AWF对碱性焦磷酸(pyrophosphate,PP)镀镍工艺模拟废水中Ni(Ⅱ)去除的规律和机制。结果表明:pH值为8.5时,Ni(Ⅱ)和PP混合溶液中Ni(Ⅱ)的主要存在形态为NiP_2O_7~(2-)等络阴离子,这导致NaOH沉淀与阳离子交换/螯合树脂的净化效能下降了27.9%~99.2%;PP的共存促进了AWF对Ni(Ⅱ)的吸附量,促进率为37.0%~52.7%;PP-Ni络合体系中,AWF对Ni(Ⅱ)的吸附量最高,且过剩的游离PP、硫酸盐和辅配体对Ni(Ⅱ)吸附量的抑制率小于8.9%。通过MINTEQ分析、X射线光电子能谱表征和密度泛函理论验算,推测AWF表面的正电胺基和中性胺基先后通过静电作用和配位作用吸引并捕获[Ni-PP]络合物;PP的络合架桥作用促进了AWF胺基与Ni(Ⅱ)的配位效率,可能形成了—N—Ni—PP—Ni—N—的多层吸附构型,理论结合能高达-3 002.4 kJ·mol~(-1);采用NaOH和HCl溶液,可依次洗脱AWF上负载的PP和Ni(Ⅱ)。该研究结果可为多胺型吸附剂在络合态重金属深度去除方面的应用提供一定的参考。

关键词:络合态重金属;;多胺基;;静电-配位;;吸附-脱附;;木粉

基金资助:国家自然科学基金面上项目(22476094);; 中国博士后科学基金面上项目(2020M681625);; 江苏省博士后科研资助计划项目(2021K091A)