改性蘆竹季胺鹽型吸附劑的制備及其對磷酸根吸附性能的研究.pdf

1、蘆竹是一種分布范圍廣、適應力強的多年生草本植物，它對鹽堿、干旱、貧瘠都具有很好的忍耐力。隨著我國經(jīng)濟社會的迅猛發(fā)展，水污染日趨加劇，由此造成的水體富營養(yǎng)化問題也越來越嚴重。磷是水體富營養(yǎng)化的限制因子，磷的去除對于富營養(yǎng)化水體的修復具有重要的意義。
　　 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，得到改性蘆竹季胺鹽型吸附劑。通過單因素和正交實驗，以對水溶液中磷酸根的去除率為指標，研究蘆竹投加量，化學物

2、質(zhì)投加量，反應溫度等不同影響因素確定出最優(yōu)合成條件。單因素試驗和正交試驗的結(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;反應溫度為60-70。C，其中與乙二胺的反應是對合成反應最重要的影響因素。實現(xiàn)了最大化利用蘆竹，減少化學物質(zhì)的用量的目的。利用多種化學方法和現(xiàn)代分析技術(shù)，如掃描電鏡分析，元素分析和IR光譜分析，對改性后蘆竹的結(jié)構(gòu)形貌，組成元素和特征化學

3、基團進行表征，并與改性前蘆竹進行了對比。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；在特征基團方面，改性后蘆竹增加了很多胺基基團。
　　 在實驗室內(nèi)通過靜態(tài)吸附法對改性蘆竹季胺鹽型吸附劑對水溶液中磷酸根吸附進行了詳細研究。主要研究了吸附劑投加量，溶液pH，吸附動力學，熱力學等方面。實驗結(jié)果表明，改性蘆竹季胺鹽吸附劑對磷酸根的去除有很高的效率。改性蘆竹對磷酸根的去除效果受pH的影響比較大，pH

4、在5左右時，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，有利于實際應用。將實驗結(jié)果分別使用偽一級、偽二級和內(nèi)擴散模型進行擬合分析可知，偽二級方程對磷酸根的吸附過程有很好的描述，很小的活化能說明吸附過程應該屬于物理吸附。吸附等溫線對Langmuir符合很好，說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)樨撝?，這表明吸附劑對磷酸根的吸附是一個自發(fā)放熱的吸附過程。
　

5、　 研究了改性蘆竹對磷酸根的動態(tài)吸附及脫附再生效果，分別考察了在動態(tài)吸附、脫附再生過程中各種因素的影響。實驗結(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間縮短，動態(tài)吸附的穿透點提前；隨著KH2PO。溶液流速增大，改性蘆竹對磷酸根的去除率降低；脫附再生實驗中，分別選用0.01mol/L NaC1溶液、HC1溶液和NaOH溶液做脫附劑，以5ml/min的流速進行脫附可以得