改性炭基吸附劑去除水中重金屬和染料的研究

《改性炭基吸附劑去除水中重金屬和染料的研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。

1、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)碩士學(xué)位論又萬方數(shù)據(jù)改性炭基吸附劑去除水中重金屬和染料的研究作者姓名：學(xué)科專業(yè)：導(dǎo)師姓名：完成時(shí)間：馬纓應(yīng)用化學(xué)盛國平教授二。一四年五月萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)UniversityofScienceandTechnologyofChinaAdissertationformaster'SdegreeModifiedCarbonaceousAdsorbentforHeavyMetalsandDyeRemovalfromtheAqueousSolutionAuthor’SName：Speciality：Supervisor：1?'1-orinlslaedtlme：Yi

2、ngMaAppliedChemistryProf．Guo—PingShengMay，2014萬方數(shù)據(jù)III萬方數(shù)據(jù)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行研究工作所取得的成果。除已特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含任何他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明。作者簽名：曼熊簽字日期：蒸!望：墨!!中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)學(xué)位論文授權(quán)使用聲明作為申請(qǐng)學(xué)位的條件之一，學(xué)位論文著作權(quán)擁有者授權(quán)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)擁有學(xué)位論文的部分使用權(quán)，即：學(xué)校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文

3、的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱，可以將學(xué)位論文編入《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》等有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。本人提交的電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。保密的學(xué)位論文在解密后也遵守此規(guī)定。Ⅵ瞼開口保密(年)作者簽名：堡盟導(dǎo)師簽名：IV簽字日期：≥十』氅萬方數(shù)據(jù)V萬方數(shù)據(jù)摘要有毒物質(zhì)(如重金屬和染料)的大量排放導(dǎo)致環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重。本文選用炭基吸附劑對(duì)水中的重金屬和染料污染物進(jìn)行吸附去除，針對(duì)其表面官能團(tuán)有限、對(duì)重金屬等污染物吸附容量較低等缺陷，對(duì)生物炭和炭纖維進(jìn)行表面化學(xué)修飾，以改善其對(duì)重金屬污染物的去除性能。

4、同時(shí)制備了光催化劑改性的活性碳纖維，以期通過吸附一光催化降解方式提高炭纖維對(duì)有機(jī)染料羅丹明的去除效果。修飾前后的材料通過傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜(FTIR)、掃描電鏡(SEM)和x射線光電子能譜CAPS)等方法進(jìn)行表征。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：一、使用聚乙烯亞胺(PE0對(duì)生物炭進(jìn)行表面化學(xué)修飾，使其表面接枝大量氨基，進(jìn)而提高該吸附劑對(duì)重金屬Cr(VI)的吸附去除。實(shí)驗(yàn)考察了pH值、接觸時(shí)問、初始Cr(VI)濃度等對(duì)其吸附性能的影響，并探究了Cr(V0與PEI修飾的生物炭相互作用機(jī)理。結(jié)果表明，Cr(VI)吸附過程符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir吸附模型。改性后吸附劑對(duì)C

5、r(VI)的吸附能力顯著提高，在pH值為6．8時(shí)，PEI-alkali-biochars對(duì)Cr(VI)的最大吸附容量為435．7mg／g，遠(yuǎn)高于初始生物炭的23．09mg／g。同時(shí)，PEI修飾后的生物炭對(duì)Cr(VI)的吸附能力受溶液pH的影響，較低的pH更有利于Cr(VI)的吸附。該吸附劑用1M鹽酸再生時(shí)，在吸附解吸實(shí)驗(yàn)6個(gè)周期內(nèi)性能無明顯降低，體現(xiàn)了很好的穩(wěn)定性。因此，改性后的生物炭對(duì)重金屬Cr(VI)具有良好的吸附性能，同時(shí)表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性。二、采用PEI修飾聚乙烯醇(PVA)基活性碳纖維，并對(duì)水中Cr(VI)進(jìn)行吸附去除。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該吸附符合Langmuir

6、模型，PEI．ACF對(duì)Cr(VI)的最大吸附容量為85．05mg／g。同時(shí)，利用此吸附劑，對(duì)含有Cu2+、zn2十、Cd2+、Pb2+的復(fù)合重金屬污染物進(jìn)行吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)、吸附．解吸附連續(xù)周期實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，雖然重金屬吸附總量和Cr(VI)相比沒有明顯變化，但其總的吸附平衡時(shí)間卻從1．5小時(shí)增加至約6個(gè)小時(shí)。并且，PEI．ACF對(duì)這幾種重金屬的吸附優(yōu)先級(jí)為Pb(II)>Cu(II)>Zn(II)>Cd(II)，對(duì)Pb(II)、Cu(II)、Zn(II)的吸附過程符合擬二級(jí)(pseudo—second．order)動(dòng)力學(xué)模型。在三個(gè)連續(xù)周期的吸附解吸附試萬方數(shù)據(jù)摘要驗(yàn)

7、中，第二個(gè)周期時(shí)，整個(gè)混合金屬的去除率已經(jīng)達(dá)不到20％，第三個(gè)周期時(shí)，吸附率繼續(xù)下降至15％。究其原因，可能是因?yàn)檫@四種金屬和Cr(VI)吸附在PEI．ACF表面的主要作用機(jī)理不同。HCl對(duì)于這四種帶有正電荷的金屬離子來講不是理想的解吸劑，反而會(huì)使吸附劑表面帶有過多的正電荷，使得減少PEI．ACF上官能團(tuán)對(duì)金屬離子的電荷吸引，從而減少了吸附活性位點(diǎn)。三、分別用光催化劑Ti02和Ga203修飾自制的PVA基活性碳纖維，制備了Ti02／ACF和Ga203／ACF，用來吸附一光降解染料污染物羅丹明。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Ti02和Ga203都不同程度地