离子液体负载型吸附剂制备及除砷机理研究

有色行业砷污染是亟待解决的环境问题，离子液体是当前研究的热点。石灰中和-絮凝沉淀法的实质是化学法-物化法联合除砷技术，但存在沉淀渣难以利用的不足。吸附法是除砷的好方法，但常规吸附剂的吸附容量小。负载铁、铈等单功能配位中心，难以大幅度提高吸附剂对砷的吸附能力和有效去除共存的重金属离子。室温离子液体是具有阴、阳离子结构特征的液态物质，可为双功能配位中心的除砷吸附剂的研发提供新契机。本项目拟先设计合成大环多胺离子液体，再以市售吸附材料为载体，采用浸渍回流法或浸渍超声波法或溶胶-凝胶法制备离子液体负载型吸附剂，研究它们对废水中砷的吸附特性、机理及处理工艺。重点研究不同取代基离子液体与吸附剂载体间的相互作用规律，考察离子液体负载型吸附剂除砷的协同作用机理。研究成果可为新型除砷吸附剂的研制及吸附法处理有色行业含砷废水提供理论基础，建立砷污染治理的新方法。

针对有色行业砷污染治理问题，本研究进行了以下方面的探索：1）制备出8种多胺冠醚型离子液体，通过FT-IR、H-NMR、MS和元素分析对其结构表征；2）研究了冠醚型离子液体的溶解性能，通过DSC-DTA分析手段研究它们的热稳定性；3）制备6种离子液体负载型吸附材料，并对其进行改性研究，经SEM、EDX、DSC-TGA和XRD等现代测试手段对其组成-结构-形貌进行了表征；4）研究了4种离子液体负载型碳纳米管对砷酸根、亚砷酸根的吸附性能，采用FT-IR、SEM、TEM等方法研究其吸附机理；5）研究了2种离子液体负载型吸附材料的再生循环吸附性能；6）选取2种离子液体负载型吸附材料进行含砷重金属废水处理工艺研究，废水经吸附处理后均能达到国家排放标准。发表研究论文3篇，申报国家发明专利1项，培养硕士研究生3名。