改性蘆竹季胺鹽型吸附劑的制備及其對(duì)磷酸根吸附性能的研究.pdf

1、蘆竹是一種分布范圍廣、適應(yīng)力強(qiáng)的多年生草本植物，它對(duì)鹽堿、干旱、貧瘠都具有很好的忍耐力。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅猛發(fā)展，水污染日趨加劇，由此造成的水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重。磷是水體富營(yíng)養(yǎng)化的限制因子，磷的去除對(duì)于富營(yíng)養(yǎng)化水體的修復(fù)具有重要的意義。
　　 蘆竹在N，N-二甲基甲酰胺存在的條件下與環(huán)氧氯丙烷，乙二胺，三乙胺反應(yīng)，得到改性蘆竹季胺鹽型吸附劑。通過(guò)單因素和正交實(shí)驗(yàn)，以對(duì)水溶液中磷酸根的去除率為指標(biāo)，研究蘆竹投加量，化學(xué)物

2、質(zhì)投加量，反應(yīng)溫度等不同影響因素確定出最優(yōu)合成條件。單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)的結(jié)果一致表明，最優(yōu)合成條件為，蘆竹：環(huán)氧氯丙烷:N，N-二甲基甲酰胺：乙二胺：三乙胺=4g:lOml:5ml:2ml-10 ml;反應(yīng)溫度為60-70。C，其中與乙二胺的反應(yīng)是對(duì)合成反應(yīng)最重要的影響因素。實(shí)現(xiàn)了最大化利用蘆竹，減少化學(xué)物質(zhì)的用量的目的。利用多種化學(xué)方法和現(xiàn)代分析技術(shù)，如掃描電鏡分析，元素分析和IR光譜分析，對(duì)改性后蘆竹的結(jié)構(gòu)形貌，組成元素和特征化學(xué)

3、基團(tuán)進(jìn)行表征，并與改性前蘆竹進(jìn)行了對(duì)比。在結(jié)構(gòu)形貌方面，改性后蘆竹表面更加光滑；在元素含量方面，改性后蘆竹含氮量大大增加；在特征基團(tuán)方面，改性后蘆竹增加了很多胺基基團(tuán)。
　　 在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通過(guò)靜態(tài)吸附法對(duì)改性蘆竹季胺鹽型吸附劑對(duì)水溶液中磷酸根吸附進(jìn)行了詳細(xì)研究。主要研究了吸附劑投加量，溶液pH，吸附動(dòng)力學(xué)，熱力學(xué)等方面。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，改性蘆竹季胺鹽吸附劑對(duì)磷酸根的去除有很高的效率。改性蘆竹對(duì)磷酸根的去除效果受pH的影響比較大，pH

4、在5左右時(shí)，吸附效果最佳。去除效果受溫度的影響較小，使得改性蘆竹在處理中受水溫的影響較小，有利于實(shí)際應(yīng)用。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果分別使用偽一級(jí)、偽二級(jí)和內(nèi)擴(kuò)散模型進(jìn)行擬合分析可知，偽二級(jí)方程對(duì)磷酸根的吸附過(guò)程有很好的描述，很小的活化能說(shuō)明吸附過(guò)程應(yīng)該屬于物理吸附。吸附等溫線對(duì)Langmuir符合很好，說(shuō)明改性蘆竹季胺鹽型吸附劑吸附磷酸根是以單層吸附為主。吸附體系的吸附自由能和焓變?yōu)樨?fù)值，這表明吸附劑對(duì)磷酸根的吸附是一個(gè)自發(fā)放熱的吸附過(guò)程。
　

5、　 研究了改性蘆竹對(duì)磷酸根的動(dòng)態(tài)吸附及脫附再生效果，分別考察了在動(dòng)態(tài)吸附、脫附再生過(guò)程中各種因素的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：與改性前相比，蘆竹的吸附性能有了很大提高。隨著KH2PO4溶液濃度的增加，改性蘆竹吸附磷酸根至飽和的時(shí)間縮短，動(dòng)態(tài)吸附的穿透點(diǎn)提前；隨著KH2PO。溶液流速增大，改性蘆竹對(duì)磷酸根的去除率降低；脫附再生實(shí)驗(yàn)中，分別選用0.01mol/L NaC1溶液、HC1溶液和NaOH溶液做脫附劑，以5ml/min的流速進(jìn)行脫附可以得