魔芋葡甘聚糖丙烯腈接枝共聚改性及其對重金屬離子的吸附性能研究.pdf

1、隨著我國現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)廢水的排放量越來越大，對我國水資源的污染也日益嚴重，所以對重金屬廢水的處理得到更多的關(guān)注。工業(yè)廢水成分復(fù)雜，含有多種重金屬離子，如能回收利用將具有重要的環(huán)境保護與資源再利用價值。因此，研究制備既能高效處理工業(yè)廢水污染，又能有效分離、回收重金屬離子的吸附材料成為了研究熱點。 本文以魔芋葡甘聚糖(KGM)為原料，通過魔芋葡甘聚糖與丙烯腈接枝共聚反應(yīng)，制備了改性重金屬吸附劑，通過二次旋轉(zhuǎn)正交組合設(shè)計確定了

2、最佳制備條件，研究了該條件下的接枝反應(yīng)動力學(xué)。同時從吸附容量、吸附動力學(xué)、吸附熱力學(xué)、介質(zhì)酸度影響、吸附選擇性以及吸附劑再生等方面研究了改性魔芋葡甘聚糖吸附劑對Cu<'2+>、Cd<'2+>、Cr<'3+>、pb<'2+>四種重金屬離子的靜態(tài)吸附性能。 其主要結(jié)果如下： 1、研究了制備魔芋葡甘聚糖丙烯腈接枝共聚產(chǎn)物的工藝條件，通過二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計對其進行了優(yōu)化，根據(jù)SAS分析得出最佳制備條件：單體濃度1.7m

3、ol/L，反應(yīng)溫度51℃，反應(yīng)時間3h。 2.對魔芋葡甘聚糖與丙烯腈接枝共聚反應(yīng)的反應(yīng)動力學(xué)研究表明，魔芋葡甘聚糖與丙烯腈接枝共聚反應(yīng)符合自由基聚合反應(yīng)。在低引發(fā)劑濃度下，魔芋葡甘聚糖與丙烯腈接枝共聚反應(yīng)初期的接枝反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度之間的關(guān)系為：Rg=A×exp<'-E<,a>/RT>×[CAN]<'0.5>×[AN]×[KGM]<'0.5>反應(yīng)過程的表觀活化能Ea為22.08KJ/mol。 3、通過傅立葉紅外光譜

4、、拉曼光譜、X-射線衍射光譜、掃描電鏡以及差示量熱掃描儀等現(xiàn)代儀器分析手段，對制備的改性魔芋葡甘聚糖進行了結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明接枝反應(yīng)后魔芋葡甘聚糖分子引入了羧基和腈基官能團，但主鏈一級結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化。 4、研究了改性魔芋葡甘聚糖對Cu<'2+>、Cd<'2+>、Cr<'3+>以及pb<'2+>的吸附性能。結(jié)果表明，改性魔芋葡甘聚糖對四種重金屬離子的飽和吸附容量(mg/g)pb<'2+>>Cu<'2+>>Cd<'2+>>Cr<'

5、3+>；吸附初期改性魔芋葡甘聚糖對Cr<'3+>的吸附速率最大，Cu<'2+>、pb<'2+>次之，Cd<'2+>最??；改性魔芋葡甘聚糖對Cu<'2+>、Cd<'2+>、Cr<'3+>以及pb<'2+>的吸附具有Langmuir等溫吸附的特點，吸附為單分子層吸附，改性魔芋葡甘聚糖對金屬離子的吸附是吸熱過程，結(jié)合pH對吸附性能的影響結(jié)果，可推測其屬于化學(xué)吸附；用稀鹽酸做再生劑，改性魔芋葡甘聚糖可重復(fù)使用；改性魔芋葡甘聚糖在分離、富集、回收