Selektive Entfernung von Cu(II)-Ionen unter Verwendung von kationenaustauschharzgestützten Polyethylenimin (PEI) Nanoclustern

Ein neuartiges hybrides adsorbens D001-PEI wurde zur selektiven Entfernung von Cu(II) hergestellt, indem lösliche Polyethylenimin (PEI) Nanocluster innerhalb eines makroporösen Kationenaustauschharzes D001 immobilisiert wurden. Die während des Betriebs unerwartet beobachtete vernachlässigbare Freisetzung von PEI-Nanoclustern kann auf die poröse Quervernetzung von D-001 sowie die elektrostatische Anziehung zwischen PEI und D001 zurückzuführen sein. Eine Erhöhung des pH-Werts der Lösung von 1 auf 6 führt zu einer günstigeren Retention von Cu(II) durch D001-PEI, und die Cu(II)-Adsorption auf D001-PEI folgt gut dem Langmuir-Modell und dem pseudosekundären kinetischen Modell. Im Vergleich zum Wirts-Kationenaustauscher D001 zeigt D001-PEI eine bevorzugte Adsorption gegenüber Cu(II) in Anwesenheit von konkurrierenden Mg(2+), Ca(2+), Sr(2+) in höheren Konzentrationen in der Lösung. Festbett-Adsorptionsläufe zeigten, dass die Cu(II)-Sequestrierung auf D001-PEI zu einem auffälligen Rückgang von 5 mg/L auf unter 0,01 mg/L führen könnte. Außerdem kann das verbrauchte hybride Adsorbens leicht durch eine 6-8 BV HCl (0,2 mol/L)-NaCl (0,5 mol/L) binäre Lösung regeneriert werden, um wiederverwendet zu werden, ohne nennenswerte Kapazitätsverluste. Die hier berichteten Ergebnisse bestätigen, dass D001-PEI ein vielversprechendes Adsorbens zur verbesserten Entfernung von Cu(II) und anderen Schwermetallen aus Abwasserströmen ist.