改性柚皮纖維素的制備及其對金屬離子Cd2+的吸附研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)和生活垃圾的不規(guī)范處理，電鍍、玻璃、制革、紡織、化工、陶器、顏料等行業(yè)每年產(chǎn)生大量含重金屬離子廢水廢渣，這些均增加了環(huán)境中的重金屬污染量。不僅如此，重金屬還易通過食物鏈在生物體內(nèi)富集，而又很難通過自凈的方式去除，從而對動(dòng)植物及人的健康造成嚴(yán)重威脅。因此，高效治理重金屬污染成為人們越來越關(guān)注的焦點(diǎn)。
　　 本文采用柚皮為原料，用單體嫁接和酯化反應(yīng)兩種方法，制備了改性纖維素CPP-PAM和CPP-SA。采用現(xiàn)

2、代儀器分析手段對CPP-PAM和CPP-SA進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。同時(shí)研究溫度、溶液pH、時(shí)間對改性纖維素吸附重金屬鎘的影響，從吸附動(dòng)力學(xué)、等溫吸附試驗(yàn)及解析試驗(yàn)等方面研究了改性柚皮纖維素吸附Cd2+的能力。主要結(jié)果如下：
　　 1、將柚皮預(yù)處理后，除去果膠、半纖維素和木質(zhì)素。先以四水合硫酸鈰銨為引發(fā)劑，將丙烯酰胺接枝到柚皮纖維素上，制備改性柚皮纖維素CPP-PAM；再以吡啶為催化劑，讓琥珀酸酐與柚皮纖維素發(fā)生酯化反應(yīng)，制備改性柚皮纖維

3、素CPP-SA。
　　 2、用傅里葉紅外光譜儀、掃描電鏡等分析手段，對CPP-PAM和CPP-SA進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明與原柚皮纖維素分子相比，CPP-PAM和CPP-SA分子分別引入了酰胺基和羧基官能團(tuán)。
　　 3、研究吸附時(shí)間、pH和溫度對改性柚皮纖維素CPP-PAM和CPP-SA吸附重金屬離子Cd2+的影響。結(jié)果表明，吸附體系溶液體積為20mL，自然pH，吸附時(shí)間為60min，吸附劑質(zhì)量為0.02g，溫度范圍為20

4、-35℃時(shí)，隨溫度的升高吸附量先緩慢升高，然后緩慢下降。當(dāng)溫度為30℃時(shí)，吸附量最高。吸附體系溶液體積為20mL，吸附時(shí)間為60min，吸附劑質(zhì)量為0.02g，pH范圍為1-8時(shí)，隨pH的升高，吸附量逐漸升高。pH為7時(shí)，吸附量達(dá)到最高。
　　 4、研究了改性柚皮纖維素CPP-PAM和CPP-SA對Cd2+吸附動(dòng)力學(xué)和等溫吸附試驗(yàn)。結(jié)果表明，改性柚皮纖維素CPP-PAM和CPP-SA對Cd2+的吸附快速、穩(wěn)定，CPP-PAM約吸

5、附40min就達(dá)到了平衡，隨后吸附量變化極其的微量；CPP-SA約吸附40min就達(dá)到吸附平衡，吸附符合二級動(dòng)力學(xué)模型。吸附等溫線都非常適合用Langmuir等溫吸附方程進(jìn)行擬合，CPP-PAM和CPP-SA對Cd2+的最大吸附容量分別達(dá)到148.7mg/g和131.4mg/g。改性柚皮纖維素CPP-PAM對Cd2+的的吸附能力明顯高于改性柚皮纖維素CPP-SA。
　　 5、在解吸附試驗(yàn)中，用1mol/L鹽酸溶液對吸附有一定濃度

6、Cd2+的CPP-PAM和CPP-SA進(jìn)行解析試驗(yàn)，結(jié)果對Cd2+解析率達(dá)到93.09%
　　 6、改性柚皮纖維素對Cd2+的吸附機(jī)理可能主要是離子交換和絡(luò)合作用，還有少量的物理吸附作用。
　　 7、改性纖維素CPP-PAM的最大吸附量要高于CPP-SA。這可能是因?yàn)榻又Ρ０返墓簿畚顲PP-PAM有更高的分子量和復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。更容易作為生物絮凝劑，借助氫鍵、離子鍵和范德華力，吸附膠體微粒，產(chǎn)生搭橋現(xiàn)象。也容易形成雙