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文檔簡介
1、纖維素是地球上資源最為豐富的天然高分子材料,具有可再生、可降解等優(yōu)點。纖維素資源的有效利用,對解決當前世界面臨的環(huán)境和能源危機具有重要意義。離子液體作為一種“綠色溶劑”,克服了傳統(tǒng)化學(xué)溶劑的一些缺點,同時有效地溶解天然纖維素。本課題用離子液體1-烯丙基-3-甲基咪唑氯化鹽([Amim][Cl])和離子液體1-丁基-3-甲基咪唑氯化鹽([Bmim][Cl])實現(xiàn)纖維素的溶解和再生,并以此為基礎(chǔ)制備了一系列重金屬離子吸附劑,并研究了吸附劑的
2、性能。
本文的主要研究工作包括:
(1)以離子液體[Amim][Cl]為溶劑,制備了再生纖維素微球和纖維素-海藻酸鈉共混微球(CAs),運用SEM、XRD等多種手段對微球進行表征。
(2)考察了pH值、吸附時間、重金屬離子的初始濃度、吸附劑的解吸和重復(fù)利用等因素對吸附效果的影響。結(jié)果表明,制備的吸附劑CA2(海藻酸鈉-纖維素配比為1∶1)對Cu2+離子有良好的吸附性能,pH為6.0時吸附效果最佳,吸附時間1
3、2h后達到吸附平衡。在pH=6.0、吸附時間12h、Cu2+離子初始濃度300ppm條件下,吸附劑CA2對Cu2+離子的吸附量為31.0mg/g。運用擬一級動力學(xué)、擬二級動力學(xué)和內(nèi)擴散模型進行動力學(xué)考察,結(jié)果更符合擬二級動力學(xué)模型,表明吸附過程主要為化學(xué)吸附。運用Langmiur和Freundlich等溫吸附模型擬合吸附過程,結(jié)果更符合Langmiur吸附模型,表明吸附以單分子層為主。吸附劑重復(fù)利用五次后的吸附能力保留87.4%,表明該
4、吸附劑有良好的重復(fù)利用性能。
(3)在上述工作基礎(chǔ)上,加入不同質(zhì)量的Fe3O4納米顆粒對其進行磁性改性,制備了磁性纖維素-海藻酸鈉微球(MCA),進行了一系列表征和性能研究。結(jié)果表明,制備的磁性微球在吸附后有更好的分離、脫附能力。在pH為6、初始濃度300ppm、吸附時間12h條件下,MCA對Cu2+離子的吸附量為27.2mg/g,吸附過程也以化學(xué)吸附和單分子層吸附為主。吸附劑重復(fù)利用五次后,吸附能力保留81.1%,同樣具有良
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