近年來，隨著世界經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人類對水資源的需求量越來越大，但同時生活用水的污染問題也日益嚴重。為此，人們研究了許多處理此類廢水的方法。很多研究者用化學沉淀法、電滲析法、光催化法、膜滲析法、吸附法、離子交換法等物理化學法處理重金屬廢水。鄭賓國等利用粉煤灰的吸附作用來處理各類廢水。也有人將固定化微生物技術應用于廢水處理。然而，以上方法各有其局限性。物理化學法會造成二次污染，粉煤灰中吸附質(zhì)的性質(zhì)對其吸附作用有影響，單一降解功能的微生物難以處理多種污染物。微膠囊作為一種微小“容器”，不僅能夠保持芯材微細分散狀態(tài)，并根據(jù)需要釋放囊芯組份，亦可在一定程度上改善物質(zhì)外觀及性能。近年來，微膠囊技術日趨成熟，由于其獨特的性能，廣泛應用于醫(yī)學、農(nóng)藥、化妝品、涂料、油墨以及添加劑等多個領域。特別是在含重金屬離子的廢水處理方面，微膠囊技術的優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn)。具體有以下兩個方面：(1)吸附容量高，易回收；(2)可以快速達到平衡，有很好的選擇性。

1 微膠囊及微膠囊技術

微膠囊是粒徑在2~1000 μm 之間，將與成膜材料不溶的物質(zhì)包覆在成膜材料內(nèi)部，可保留內(nèi)部物質(zhì)物理化學性質(zhì)的具有一定功能的微小粒子。微膠囊有多種形態(tài)，如圖1 所示。微膠囊吸附水中重金屬離子的過程是在微膠囊投入含重金屬離子的水中后，重金屬離子通過壁材進入囊心，囊心發(fā)揮其吸附作用，從而達到處理廢水的目的。形成微膠囊的過程稱為微膠囊技術。微膠囊的制備方法分為物理法、化學法和物理化學法。其中，最常用的方法是界面聚合法、原位聚合法和復合凝聚法。

2 微膠囊在污水處理中的應用

由于微膠囊的特性以及其擁有簡單的制備方法，微膠囊技術在污水處理方面成為一種新的方法，在國外已經(jīng)有很多研究。本文按照囊心物質(zhì)的不同對微膠囊作出分類并且敘述了其在污水處理中的應用。

2.1 螯合樹脂微膠囊在水處理中的應用

用成膜材料將能夠與金屬離子配位螯合的樹脂包覆而形成微膠囊，從而達到除去水溶液中重金屬離子的目的。Singh D K[12]等合成出吸附了陰離子交換樹脂的2-(對偶氮磺酸苯)-1,8-二羥基-3,6-萘二磺酸離子的螯合樹脂，之后用界面聚合法制備了包覆螯合樹脂的聚苯乙烯微膠囊，并研究了該微膠囊在適宜的pH 范圍及室溫為25 ℃時對Cd2+、Co2+、Ni2+、Zn2+、Cu2+和Zr4+等金屬離子的吸附速率。結果表明，當pH 在1~7 范圍內(nèi)時，外部環(huán)境對微膠囊吸附金屬離子影響不大，即使在1mol/L 的 HCl 溶液中，微膠囊對Cd2+離子的吸附仍不會受影響。微膠囊的吸附機理如圖2 所示。

Hosseini-Bandegharaei A[13]等合成了用XAD-7 樹脂包覆甲苯胺藍-O 的微膠囊，并對此微膠囊吸附 Cr6+ 離子的過程做了動力學、平衡常數(shù)和熱力學的研究。結果表明，XAD-7 樹脂包覆甲苯胺藍-O 微膠囊在外界條件25 ℃、pH 為3.5，50 min 時水溶液中的Cr6+離子的吸附量達到最大。微膠囊對Cr6+離子的吸附具有易得、大容量、高效率等優(yōu)點，因此，可以將該微膠囊應用于高濃度含鉻廢水的處理。

2.2 萃取劑微膠囊在水處理中的應用

用成膜材料將能夠?qū)�金屬離子選擇性提取的萃取劑包覆而形成的微膠囊，可用于吸附和提取溶液中的金屬離子。Araneda C等用原位聚合法制備了乙二醇二甲基丙烯酸酯和聚乙烯共聚物包覆萃取劑的微膠囊，并研究了其吸附金屬離子的能力和動力學。結果表明，當以65 %的乙二醇二甲基丙烯酸酯和35 %的聚乙烯共聚制備微膠囊時，其吸附Cd2+離子和Cu2+離子的容量是最大的，而且有很好的親水-疏水平衡特性。在電子掃描電鏡(SEM)下觀察，可以得到微膠囊的整體形貌和表面形貌，如圖3 所示。烷基膦萃取劑作為囊心對Cd2+離子的吸附穩(wěn)定性比對Cu2+離子的吸附穩(wěn)定性高，且達到平衡所需時間短。

Ozcan S等用溶劑蒸發(fā)法制備了聚砜包覆Cayanex 923 萃取劑的微膠囊，并用于去除水中Cr6+。為此，他們做了一系列的吸附實驗。結果表明，當Cayanex 923 與聚砜之比為1.0，pH 為1.0時，聚砜包覆Cayanex 923 的微膠囊在30 min 內(nèi)即可對Cr6+離子吸附，而不會吸收Cr3+，Ni2+，Pb2+，Cu2+，Zn2+，Cd2+，Co2+等離子，由此可以證明其選擇性，且此微膠囊使用次數(shù)可超過3 次。

2.3 磁性微膠囊

將萃取劑或具有吸附性的材料與磁性材料一起微膠囊化，在外磁場作用下，達到去除水中雜質(zhì)的目的。常用的磁性材料是Fe2O3。Lin Z Y等用Fe2O3 做磁性材料、微懸浮聚合法制備了磁性聚合物微球，之后用氨基修飾其表面。在pH 為3~5 的條件下，這種微膠囊可以提取回收水溶液中將近98 %的金屬離子(Cu2+、Co2+、Ni2+)。磁性微膠囊吸附金屬離子效果如圖4 所示。

Adeli M等用十二烷基硫酸鈉包覆Fe3O4納米粒子制備的微膠囊在1 min 后對引用水和廢水樣品中的Cu2+、Ni2+和Zn2+等金屬離子的吸附量達到最大。此時，由Langmuir 吸附方程可以得到微膠囊對Cu2+、Ni2+和Zn2+三種離子的吸附量分別是：24.3mg/g，41.2 mg/g 和59.2 mg/g。此磁性微膠囊吸附金屬離子的示意圖如5 所示。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關技術文檔。

3 結語

綜上所述，微膠囊技術在重金屬廢水處理方面的應用已經(jīng)有一定的成就，顯示出了該技術在污水處理方面的兩大優(yōu)勢：(1)可以重復利用；(2)吸附效率高�；�于微膠囊在水處理領域的高效性，我們應加大微膠囊吸附金屬離子的機理和工藝優(yōu)化的研究，使其能夠用于工業(yè)生產(chǎn)。