典型固體廢棄物衍生吸附劑的制備及其應(yīng)用.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，重金屬廢水污染問題日趨嚴(yán)重，傳統(tǒng)的廢水處理方法存在成本高、處理不徹底和二次污染等問題，很難多方位滿足當(dāng)代發(fā)展的要求。如何以經(jīng)濟(jì)、有效、環(huán)保的方式解決重金屬污染問題是當(dāng)前面臨的突出問題。碳基吸附劑因吸附速率快，原料廉價易得，易再生且吸附性能良好等優(yōu)點而受到廣泛關(guān)注，利用典型固體廢棄物為原料制備碳基吸附劑，并應(yīng)用于廢水中重金屬的脫除，既解決了典型固體廢棄物的污染問題，又解決了重金屬廢水污染問題，有著廣闊的應(yīng)用前景。

2、>　　本文以典型固體廢棄物:木屑、腈綸布、輪胎粉、稻殼為原料，利用KOH與水蒸氣活化法制備碳基吸附劑，研究了它們對溶液中重金屬離子Cu2+、Pb2+和Zn2+的吸附行為。運用FT-IR、比表面積測定儀、Boehm滴定、掃描電鏡SEM、光電子能譜EDS、XPS等方法對碳基吸附劑進(jìn)行表征;研究了溶液pH、溫度、時間和吸附劑用量對吸附容量的影響;研究了重金屬離子的吸附動力學(xué)、吸附熱力學(xué)及吸附等溫線;用三種方法對碳基吸附劑進(jìn)行改性，考察了改性前

3、后碳基吸附劑對重金屬離子Cu2+、Pb2+和Zn2+吸附容量的變化;考察了碳基吸附劑的循環(huán)吸附能力;研究了多組分重金屬離子的競爭吸附行為，并對吸附機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　由Cu2+、Pb2+和Zn2+的吸附行為可知:吸附容量隨pH值升高而增大;吸附為放熱過程;吸附速率很快，40min內(nèi)基本達(dá)到吸附平衡，吸附動力學(xué)符合準(zhǔn)二級動力學(xué)方程;AC1-AC8對Cu2+、Pb2+和Zn2+的吸附較符合Langmuir單分子層吸附模型，由D-R模

4、型分析可知，AC1-AC8對Cu2+、Pb2+和Zn2+的吸附過程以化學(xué)吸附為主，兼有物理吸附。經(jīng)HNO3改性后的碳基吸附劑吸附容量均大于未改性之前的吸附容量，說明改性使碳基吸附劑表面官能團(tuán)增加，更多活性中心暴露在吸附劑表面;用0.1 mol/L HC1溶液可以解吸吸附飽和的碳基吸附劑;
　　吸附前后溶液pH發(fā)生變化，說明在吸附過程中發(fā)生了重金屬離子與碳基吸附劑表面官能團(tuán)（羥基、羧基）的離子交換反應(yīng);根據(jù)吸附前后XPS譜圖峰面積的

5、不同，認(rèn)為羧基與重金屬離子Pb2+、Zn2+之間存在離子交換作用;碳基吸附劑AC1-AC8對重金屬離子Cu2+、Pb2+和Zn2+的吸附以化學(xué)離子交換吸附為主，兼有物理吸附。
　　最后，本文深入研究了碳基吸附劑AC1、AC2、AC3和AC8對雙組分重金屬離子溶液的競爭吸附效應(yīng)。對雙組份Cu2+/Pb2+(Cu2+為共存離子，下同)和Zn2+/Pb2+的吸附行為研究表明，Cu2+或Zn2+共存對Pb2+的吸附，抑制作用和促進(jìn)作用同時