黑龙江镜泊湖 22.4 84.6 82.8 12.1 0.48 0.11 39.3 7.28

1.2 水体中重金属Cr(III)的常规去除方法

水体中的铬带来的一系列生态破坏和环境健康问题已经引起了人们的高度重视，目前已经开发了多种去除水体中的铬的方法，主要包含化学沉淀法、吸附法、离子交换法、膜分离法、生化法等。

1.3 深度去除水体中Cr(III)的技术需求

至今为止对水体中的铬(Cr)的钻研大多都是聚集于Cr(VI)，这是由于Cr(VI)具备强烈的生物毒性，对人体和生态系统都具有相当严重的危害，人们更加注重对其深度处理进行研究。而制革废水中虽然含有高浓度的Cr(III)，但是一般经过简单的化学沉淀或者吸附甚至不经过任何处理即进行外排，从经济角度看，很少有人对其进行更加深入的治理。但是随着Cr(III)潜在的危险逐渐为人所知，并且人们开始了解Cr(III)和Cr(VI)之间的转化机制。 

随着吸附分离技术的发展，开发高选择性重金属吸附剂已经成为深度处理水体中重金属的研究热点和有效途径之一。人们在研究磷灰石、砂石等天然矿物去除重金属元素时发现这些矿物质上存在的金属氧化物对目标污染物具有明显的吸附能力[8-10]；且随着金属氧化物在天然矿物中含量的增加，对重金属的吸附性能亦随之增强。经过长期探索，许多金属氧化物对重金属元素的吸附性能已经逐渐被人所知，其中研究比较深入的有Fe、Mn、Ti等[11-13]，同时Zr等另外一些金属氧化物也开始进入人们的视野，逐渐得到研究人员的关注。

1.4 水合氧化锆文献综述

水合氧化锆（Hydrated Zirconium Oxide, HZO）是由锆氧化物和水结合而成的多孔状固体材料。

由于水合氧化锆带有大量的不同类型的羟基，在不同溶液pH体系下，这些羟基通过质子化以及去质子化的过程以不同形态存在，能够吸附处理带有不同电荷的目标物离子。同时，水合氧化锆一般以粉体或颗粒形态存在，当进入水相中，这些粉体会迅速分散，保持微小的颗粒，这种微粒结构会增加水合氧化锆的比表面积，保持其较高的表面势能，为吸附目标物离子提供富足的活性位点，强化其吸附能力。水合氧化锆的这些特性使其具有成为一种优秀的环境功能材料的潜力，但是迄今为止对HZO处理水体中的污染物的研究仍然有很大的局限性。

大孔酸性阳离子交换树脂是一种结构稳定、机械性能优异的环境功能材料，其大孔结构能够保证进水的水力学特性，已经被证明是一种理想的金属氧化物载体。通过将水合氧化锰（HMO）以及水合氧化铁（HFO）等金属氧化物负载到大孔阳离子交换树脂NDA001内部制备得到的纳米复合吸附材料，具有优异的阳离子去除性能和选择性，能够对含重金属阳离子的废水进行深度处理。因此，我们推测将水合氧化锆负载到NDA001内部，在保留HZO优越的化学性能的同时，提高其抗团聚的能力，充分利用HZO的阳离子吸附容量，同时减小流体水头损失，理应是一种出色的环境功能材料。

2 研究目标及研究内容

2.1 研究目标