改性海藻酸钠凝胶材料的制备及其除铬性能

来源：环境工程技术学报杂志2023年第6期北京时间：

作者：张羽嘉, 王兴润, 王雷, 刘海, 颜湘华

摘要：针对海藻酸钠凝胶（SA）材料在处理含铬废水时存在处理效果不理想、利用率低等问题，以海藻酸钠为原料，采用凝胶包埋法负载Ba2+制备凝胶球SA-Ba，并添加聚乙二醇进行共价混和改性，得到聚乙二醇改性海藻酸钡凝胶材料(PEG-SA-Ba)。利用所制材料进行除铬试验，与传统的海藻酸钙（SA-Ca）凝胶球对比，考察3种凝胶球材料除铬效果以及pH、初始Cr(Ⅵ)浓度、PEG-SA-Ba投加量等参数对PEG-SA-Ba材料除铬效果的影响，并通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱（FTIR）对样品进行表征。结果表明：海藻酸钠与Ba2+交联后得到的SA-Ba大大提高了SA的除铬效果，其除铬量是SA-Ca的800倍以上，经过共价改性后的PEG-SA-Ba为Cr(Ⅵ)的吸附提供了更多活性位点，除铬容量较未改性时提高了4.38 mg/g。随着pH的增加，PEG-SA-Ba对Cr(Ⅵ)的去除率也不断增大，pH为6时的除铬容量较pH为2时提高了16.24 mg/g，当pH超过8时，凝胶球结构不稳定易造成离子泄漏，导致在凝胶球之外有沉淀物生成。PEG-SA-Ba除铬容量随着Cr(Ⅵ)浓度增加而增加，随投加量增加而下降。SEM和FTIR表征分析验证了Ba2+负载成功且聚乙二醇与海藻酸钠交联效果良好。PEG-SA-Ba凝胶球材料在制备成本和方式上均具有明显优势，材料成本分别比SA和SA-Ba节约了99%和24%。

关键词：海藻酸钠, 凝胶球, Cr(Ⅵ), 地下水, 吸附