【摘要】：大多數(shù)染料由于其結構中存在芳環(huán)而具有致畸性、致癌性和致突變性,對人類健康和水體生物都構成嚴重的威脅。因此,在排放到天然水中之前從染料廢水中去除各種染料對于環(huán)境安全和清潔生產(chǎn)是非常重要的。絮凝和吸附因為其成本低、操作簡單和效果顯著,一直被認為是最有效的去除廢水中染料的方法。殼聚糖(CS)因其價格便宜、來源豐富,具有大量的氨基和羥基活性官能團等特點而被廣泛研究。迄今為止,用于絮凝/吸附去除染料的CS有多種形式,如CS粉末、CS海綿、CS微球、CS膜及其它以CS為主體的雜化材料。這些形式的CS在使用時存在基團利用率較低和再生困難的缺點。本研究中,考慮到CS溶液與染料溶液的良好相容性,直接采用CS溶液絮凝陰離子染料,以充分利用CS分子鏈上的活性基團。還考察了特定條件下所形成CS-染料顆粒直接用于陽離子染料的再吸附作用,以減少再生過程、工藝污染和提高工藝效率。此外,探究了膜過濾對絮凝/吸附后的染料溶液的分離作用。具體研究工作包括以下幾個方面:第一部分研究了 CS溶液對陰離子染料剛果紅(CR)的絮凝分離作用及CS-CR顆粒的形成。還研究了 CS溶液用量、時間和初始染料濃度等因素對染料去除效率的影響。結果表明該過程快速且高效。在30 mL初始濃度為500 mg·L-1的CR染料中使用0.1 g 1 wt%CS溶液,1 min內(nèi)CR的去除率高達99.90%,吸附容量為14971.70 mg·g-1。并且在該條件下會形成表面具有大量負電荷的CS-CR顆粒,而在其它條件下生成凝膠狀物質(zhì)。當初始濃度為2000 mg·L-1時,CS的超高吸附容量達到44956.20 mg·g-1,遠遠高于目前報道的最高吸附容量。第二部分研究丫 CS-CR顆粒對陽離子染料亞甲基藍(MB)和羅丹明B(RhB)的吸附分離作用�？疾炝� CS-CR顆粒用量、時間和初始染料濃度等因素對染料去除的影響。結果表明CS-CR顆粒對MB和RhB的最大吸附容量分別為1457.10 mg·g-1和990.00 mg·g-1,優(yōu)于其它的CS吸附劑。吸附過程可以通過偽二級動力學模型和Langmuir等溫吸附模型較好地描述。第三部分研究了膜過濾對溶液絮凝或顆粒吸附處理后的染料溶液的分離作用。結果表明膜過濾可實現(xiàn)對絮凝/吸附后的染料溶液的快速分離。膜分離過程中所形成的CS-CR顆粒濾餅層可進一步用于分離溶液中CR和MB,去除率分別達到69.87%和82.14%,實現(xiàn)了濾餅層的再利用。
【圖文】：

１．５．邋１殼聚糖的結構及性質(zhì)逡逑殼聚糖（ＣＳ），學名聚－ｐ邋（１—４）邋－２－氨基－２－脫氧－Ｄ－葡萄糖，是含氮（氨逡逑基）多糖的一種生物聚合物（圖１－２（ａ）），其通過它的來源化合物甲殼素堿性逡逑脫乙酰化大量生成。最初，甲殼素在氫氧化鉀中煮沸，產(chǎn)生一種叫做ＣＳ的酸逡逑溶性產(chǎn)品。甲殼素（聚－Ｐ邋（１—４）邋－Ｎ－乙�；模咸烟前罚┮员徽J為是最豐逡逑富的天然生物聚合物之一（圖ｌ－２（ｂ））。逡逑ＣＳ大多呈白色或淡黃色，相對分子質(zhì)量從數(shù)十萬到數(shù)百萬不等。ＣＳ不溶逡逑于水，堿溶液和有機溶劑，因為它們的分子之間存在氫鍵。但是，它由于胺基逡逑質(zhì)子化可溶于酸性的溶液，比如稀的鹽酸、硝酸等無機酸和大多數(shù)有機酸。ＣＳ逡逑來源極其豐富，，每年的產(chǎn)量約有１００億噸：１＂。逡逑６逡逑

荊等：３Ｕ人通過乳液交聯(lián)制備ＣＳ微球，之后用聚乙烯亞胺改性球體表面逡逑以制備了一系列具有不同離子交換容量（ＩＥＣｓ）的殼聚糖－聚乙烯亞胺（ＣＳ－ＰＥＩ）逡逑微球，并用于染料廢水中甲基橙的移除。ＣＳ－ＰＥＩ微球的制備過程如圖１－３所示。逡逑隨著微球表面的ＩＥＣｓ的增加，ＣＳ－ＰＥＩ微球對甲基橙的吸附容量增大。３０邋°Ｃ時，逡逑當ＩＥＣｓ值為１２７５時ＣＳ－ＰＥＩ對甲基橙的飽和吸附量達到最大。吸附過程符合準逡逑二級動力學。此外，制備得ＣＳ－ＰＥＩ七次循環(huán)后仍然具有良好的吸附性能。逡逑Ｊ邐ＰＢ邐，八ｖ逡逑Ｓｗｊ邐１邋、Ｎ＾Ｓ＾＂ＳｓＡＨ邐■＇邐■邋＂邐■邋＊逡逑ＰＨ？０．９Ｑ＊Ｃ．邐ｐＨ邋８．０．３０＊０．邐３０邋１００邋？ｐｗ．邋４邋ｈ邋Ｈ逡逑ｆ００ｒｐｆｌ＼２邋ｔｉ邐１0０邋ｉｐｍ．邋４８邋Ｉｔ逡逑＾１１％邐ｊｐｉ＂＾邐＾＾＾／ＷＶＷ逡逑圖１－３邋ＣＳ－ＰＥＩ微球的制備過程［３１：逡逑Ｆｉｇ邋１邋－３邋Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋ＣＳ－ＰＥＩ邋ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ逡逑趙世鵬等［ｗ］人制備了三種胺基化交聯(lián)ＣＳ微球吸附劑，分別是乙二胺丙酰逡逑化交聯(lián)ＣＳ微球、聚乙烯亞胺改性交聯(lián)ＣＳ微球和超支化聚酰胺改性交聯(lián)ＣＳ微逡逑球，并用來去除甲基橙和酸性鉻蘭Ｋ。通過研究發(fā)現(xiàn)這三種微球對甲基橙的吸逡逑附容量分別為邋５４５．４０邋ｍｇ，ｇ＇邋６２２．２７邋ｍｇ．ｇ—１、和邋６９２．６５邋ｍｇ＊ｇ＇邋與邋ＣＳ邋微球逡逑（４１】．３１邋ｍｇｑ－１）相比，均有所提高。此外，這三種微球對酸性鉻蘭Ｋ的吸附逡逑容量分別為邋４３９．１８邋ｍｇ＊ｇ－１、５０９．７６邋ｍｇ．ｇ＇邋和邋６７３．５２邋ｒｎｇｆ１
【學位授予單位】：天津工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X703;TQ028.8

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本文編號：2637154