摘 要

本文通过浸渍法将水合氧化铁负载于D001阳离子树脂上制成铁基树脂，将铁基树脂作为类Fenton法的催化和吸附材料并对其结构进行表征。实验表明，铁基树脂中游离出来的少量铁离子能够有效催化产生具有高氧化电位的，从而使络合重金属离子破络，产生的铜离子被载体树脂吸附。实验结果表明，铁基树脂-类Fenton法对络合重金属催化降解的最佳实验条件为pH=4，H₂O₂使用量为40 mM，在该条件下总有机碳的去除率为73.4%，铜离子的去除率为78.6%。同时，铁基树脂-类Fenton法处理效果不易受共存干扰离子影响。铁基树脂可循环利用，降低了处理成本和铁泥的产生量，具备良好的实际应用前景。

关键词：树脂材料 类Fenton法 催化氧化 络合重金属

Preparation of Iron-based Resin and Its Catalytic Performance for Complexation of Heavy Metals in Water Systems

Abstract

In this paper, HFO was supported on D001 cationic resin by impregnation method to prepare iron-based resin, and the iron-based resin was used as the catalytic and adsorption material of Fenton-like method and its crystal structure was characterized. Experiments show that a small amount of iron ions free from iron-based resin can effectively catalyze H₂O₂ to generate •OH with strong oxidizing ability, so that complexed heavy metal ions can be broken, and and the metal ions are adsorbed by the carrier resin. The optimum experimental conditions were obtioned as follows: pH=4, H₂O₂ addition of 40 mM/L.The optimal experimental conditions were finally determined as follows: initial pH value of 4, H2O2 dosage of 40 mM/L, and reaction time of 1.5 hours. Under this condition, TOC removal rate up to 73.4%, Cu² removal rate up to 78.69%. The experiments show that the treatment effect of iron-based resin-Fenton method can not be affected easily by the coexistence interference example. The iron-based resin can be recycled, which reduces the treatment cost and the amount of iron sludge production, and has good practical application prospects.

Key words：Resin Material,Fenton-like,CWAO, Complexing Heavy Metals

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2国内外络合金属污染废水的主要处理方法 1

1.2.1化学沉淀法 1

1.2.2离子交换法 2

1.2.3吸附法 3

1.2.4高级氧化法 3

1.3课题的研究内容与目的 6

第二章 实验部分 7

2.1实验试剂与仪器 7

2.1.1实验试剂 7

2.1.2实验仪器 7

2.2实验方法与步骤 8

2.2.1 铁基树脂的制备 8

2.2.2实验方法 8

2.2.3 TOC浓度检测 9

2.2.4铜离子浓度检测 9

第三章 结果与讨论 10

3.1铁基树脂的表征 10

3.2不同体系下催化降解Cu-EDTA效果分析 11

3.2.1空白实验 11

3.2.2铁基树脂催化降解Cu-EDTA效果分析 11

3.2.3 H₂O₂催化降解Cu-EDTA效果分析 12

3.3初始pH值对处理效果的影响 13

3.4 H₂O₂投加量对处理效果的影响 15

3.5共存离子对处理效果的影响 15

3.6树脂回用性实验 16

第四章 总结 17

参考文献 18

致谢 20

第一章 绪论

1.1研究背景

在我国水资源紧张的大环境下，保护水资源迫在眉睫。然而，随着近年来化工、电镀行业的发展，大量络合重金属废水排入自然水体，使得水环境日益恶化。我国每年产生的废水中含有大量的重金属离子（等）^[1][1]。重金属废水来源广泛，且电镀、金属表面处理等行业中需要使用诸如乙二胺四乙酸（EDTA）、氰化物、表面活性剂等污染物^[2][2]，这些污染物不但大大提高了废水的COD和BOD，也使得废水中的部分金属离子与复杂的有机物形成了稳定的络合物，这让废水的处理更加棘手。

废水中的重金属主要分为离子态重金属和络合态重金属，不同于以离子形式存在于水体中的重金属，络合重金属是指金属离子通过与EDTA等污染物的结合形成了能够在不同酸碱度下稳定存在的络合物^[3][3]。络合重金属因其稳定的结构特点难以被生物降解，通过在食物链中的积累再进入人体后会造成影响发育、损坏器官、诱发癌症等严重的健康危害^[4][4]。随着人类环境保护意识的增强，络合重金属的处理也成为了人们不得不面对的问题。但面对来源广泛，且成分日趋复杂的络合重金属废水，仅仅依靠化学中和与沉淀的手段没有办法进行有效地处理。因此，络合重金属废水的处理方法需要在经济性和利于后续处理两个方面做出进一步改善。

1.2国内外络合金属污染废水的主要处理方法

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