1. 引言
随着工业化的快速发展，水体中的重金属离子����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������污染问题日益严重。铅离子作为一种常����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������见的重金属离子，对环境和人体健康造成严重����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������威胁。因此，开发高效、环保的铅离子去除����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������技术具有重要意义。电化学法作为一种绿色、可持续����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������的污水处理技术，受到了广泛����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������关注。本研究旨在探索电化学����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������法控制聚吡咯/α-磷酸锆/碳毡电极����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������去除水中低浓度铅离子的效果����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������。
2. 实验方法
2.1 膜电极制备
采用循环伏安法在水相中制备了电活性聚吡����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������咯/α-磷酸锆（PPy/α-Z����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������rP）有机-无机杂化膜。通过红外光谱（FT-����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������IR）、X射线衍射（XRD）和X射����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������线光电子能谱（XPS）对这一独特的杂化膜����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������进行了详细的表征。
2.2 铅离子去除实验
将制备在碳毡（PTCF）基体上的电活性����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������PPy/α-ZrP膜电极（聚吡咯/α-����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������磷酸锆/碳毡电极，PPy/α-Zr P/PTC����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������F）用于电控离子交换去除废水中的铅离子。通过����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������对PPy/α-ZrP膜电极施加氧化还原电位����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������来调节电活性组分PPy/α-Zr ����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������P的氧化还原状态，使废水中的铅����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������离子能够快速置入和释放。
2.3 结果分析
在10 mg•L-1的Pb(Ⅱ)水溶液中，膜电����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������极对铅离子的去除效率为单纯离����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������子交换的1.8倍，膜电极的吸附量为单����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������纯离子交换的2倍，表明该膜电极在电����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������控离子交换条件下对铅离子具有较强的����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������去除效率和更高的吸附容量。吸����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������附过程符合准二级动力学模型����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������，电控离子交换的准二级吸附速率常数k2（0.6����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������142 g•mg-1•h-1）明显高于单纯离子交����� �������Ƴ������������ �������Ƴ����������� �������Ƴ�������换（0.2632g•mg-1•h-����� �������Ƴ����������� �������Ƴ�������1）。
3. 结果与讨论
3.1 膜电极性能分析
通过FT-IR、XRD和XPS表����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������征证实了PPy/α-ZrP杂化����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������膜的成功制备。该膜电极具有良好的电����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������活性和稳定性，为后续的铅离子去除实验提供了基����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������础。
3.2 铅离子去除效果
实验结果表明，在电控离子交换条����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������件下，PPy/α-ZrP/PTCF膜电极对低浓度����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������铅离子具有显著更高的去除效率和吸附容量。这����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������主要归功于电极表面的电活性组分����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������能够通过氧化还原反应有效吸附和释����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������放铅离子。
3.3 动力学模型分析
准二级动力学模型拟合结果表明，电控����� �������Ƴ����������� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������离子交换过程中铅离子的吸附速率显著高����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������于单纯离子交换。这进一步证实了电活性组分在铅离����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������子去除过程中的重要作用。
4. 结论
本研究通过电化学法控制聚吡咯/α-磷酸锆/碳毡电����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ�������极成功实现了水中低浓度铅离����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������子的高效去除。实验结果表明，在电控离子交换条件����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������下，该膜电极对铅离子具有更高的去除效率和吸附����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������容量。这一研究为水处理领域提供了新的、有效的铅����� �������Ƴ������������ �������Ƴ�������离子去除技术方案，具有重要的实际应����� �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������������ �������Ƴ������用价值。
