新型環(huán)保吸附劑的制備以及對重金屬離子的吸附性能研究.pdf

1、眾所周知，人類生活離不開水。但隨著我國大力發(fā)展工農(nóng)業(yè)，我們身邊的水源受到了不同程度的污染，人類和動植物的生存也隨之都受到了影響。因此，改善水質(zhì)問題成了現(xiàn)今迫在眉睫的事情，其中去除金屬離子是當(dāng)下污水處理的熱點(diǎn)話題之一。
　　 本文針對水環(huán)境中的重金屬污染進(jìn)行了研究，制備了系列新型環(huán)保材料來除去廢水中的重金屬，研究內(nèi)容主要包括兩個部分：
　　 第一部分為殼聚糖的改性以及對重金屬離子的吸附性能研究。用巰基乙酸(Thioglyc

2、olic Acid)修飾殼聚糖(Chitosan)，得到巰基殼聚糖(Sulfhydryl Chitosan)，并且利用傅立葉紅外光譜儀(FT-IR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線光電子能譜儀(XPS)、差熱－熱重分析儀(DTA-TG)等方式對巰基殼聚糖進(jìn)行了表征，試驗(yàn)結(jié)果表明巰基乙酸的羧基分別與殼聚糖的氨基、醇羥基形成酰胺和巰基乙酸甲酯，從而使巰基功能團(tuán)接枝在殼聚糖表面，分散性良好。然后探索了巰基殼聚糖的吸附性能，用制得的巰基殼聚糖

3、來吸附處理Cu2+、Pb2+溶液，并探索攪拌時間、溶液pH值、溫度、及巰基殼聚糖的用量等條件對吸附的影響，分析得到其吸附的最佳條件。吸附試驗(yàn)結(jié)果表明：在100mL，20mg/L的Cu2+水溶液中，溫度為310K，pH為5，吸附時間為12min，吸附劑用量為50mg時，吸附效果最好，去除率達(dá)到87％，最大吸附容量為34.8mg g-1，巰基殼聚糖對Cu2+的吸附動力學(xué)可由擬二級反應(yīng)模型擬合。在100mL 20mg/L的Pb2+水溶液中，當(dāng)

4、溫度為315K，pH為6，吸附時間為14min，巰基殼聚糖的用量為50mg時，處理效果最好，去除率可達(dá)90％，最大吸附容量為36.0mg g-1。另外，巰基殼聚糖還對實(shí)際廢水體現(xiàn)了良好的吸附效果并且具有較高的重復(fù)利用率。
　　 第二部分為介孔材料SBA－15的表面改性以及對重金屬離子的吸附性能研究。主要考慮介孔材料SBA－15具有結(jié)構(gòu)高度有序、均勻、比表面積大，孔隙多等特性，EDTA含有較多活性集團(tuán)－COOH。本研究選用介孔材料

5、SBA-15為研究對象，在其表面引入-NH2，得到NH2－SBA－15，在此基礎(chǔ)上再嫁接EDTA，合成了介孔材料EDTA－SBA－15，通過FT-IR、XRD、TEM、氮?dú)馕剑摳降葴鼐€、XPS等對其進(jìn)行表征，表明EDTA已成功嫁接在SBA－15的表面，所合成的材料屬于介孔材料，其性能符合介孔材料的特征。改性后所得的EDTA－SBA－15具有較好的吸附性能，在50mL 100mg/L的Cu2+水溶液中，當(dāng)溫度為298K，pH為5，吸附

6、劑用量為50mg，吸附時間為20min時，吸附效果達(dá)到90％，最大吸附容量為273.2mg g-1。另外，EDTA-SBA-15還對實(shí)際廢水體現(xiàn)了較好的吸附效果并且具有較高的重復(fù)利用率。采用擬二級反應(yīng)模型能較好地擬合吸附動力學(xué)數(shù)據(jù)(R2=0.9999)，并且平衡吸附容量的實(shí)驗(yàn)值(qe，exp)和計算值(qe，cal)吻合較好，表明吸附劑對金屬離子的吸附由化學(xué)反應(yīng)控制。吸附采用Langmuir模型吻合較好(R2=0.9792)，吸附過程可