本論文以天然淀粉為基礎,采用逐步分子修飾合成淀粉基重金屬捕集材料,并對產品的金屬離子捕集能力進行了評估分析。首先淀粉分子通過醚化作用,引入陽離子季銨型基團;在此基礎上,繼續(xù)磷酸化引入陰離子基團;合成過程添加尿素,促進各類基團的交聯網狀結構,淀粉分子的氨基甲酸酯化同時也引入非離子基團,最終獲取了多種電荷分布的淀粉分子修飾產品。通過紅外光譜、固體核磁共振、熱重分析、掃描電鏡等手段研究了淀粉基捕集劑的微觀結構、特性變化。最后將淀粉基重金屬捕集材料應用到含有不同類型、不同濃度的金屬離子溶液中,研究其捕集效能。通過改變用量、時間等因素,確定最佳捕集條件,并根據捕集過程進行捕集機理初探。研究結果如下:采用濕法逐步對天然淀粉進行修飾,研究了不同修飾劑用量、料液比、反應溫度、反應時間等單因素對修飾產品中陰陽離子基團含量影響,在制備淀粉基重金屬捕集材料的基礎上確立具有最佳捕集效果的產品。3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨（CHPTAC）用量為淀粉質量（mL/g）0.4,50℃下作用4 h,陽離子化取代度最高為0.016。三聚磷酸鈉質量百分比濃度4%,pH值6⁷,120℃下作用2 h,負... 

【文章來源】：華南理工大學廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 水體中重金屬污染研究現狀
        1.1.1 重金屬污染現狀
        1.1.2 重金屬污染來源
        1.1.3 重金屬污染危害
    1.2 重金屬水處理的主要方法
        1.2.1 化學沉淀法
        1.2.2 鐵氧體法
        1.2.3 重金屬捕集劑法
        1.2.4 物理法
        1.2.5 生物法
    1.3 淀粉基重金屬捕集劑
        1.3.1 淀粉基重金屬捕集劑的研究現狀
        1.3.2 多元改性淀粉基重金屬捕集劑
            1.3.2.1 多元改性淀粉基捕集劑
            1.3.2.2 多元改性淀粉的應用
            1.3.2.3 多元改性淀粉在廢水中的應用前景
    1.4 本課題的研究意義和主要研究內容
        1.4.1 課題的研究意義
        1.4.2 課題主要研究內容
第二章 淀粉基重金屬捕集劑的合成
    2.1 實驗材料、試劑及儀器
        2.1.1 實驗材料及試劑
        2.1.2 儀器及設備
    2.2 實驗方法
        2.2.1 淀粉基捕集劑的合成
            2.2.1.1 淀粉分子的陽離子化
            2.2.1.2 引入陰離子、非離子基團
        2.2.2 陽離子淀粉含氮量及取代度測定
        2.2.3 淀粉磷酸化取代度及反應效率
        2.2.4 淀粉基捕集劑合成流程模型圖
        2.2.5 銅離子濃度的測定
        2.2.6 鎳離子濃度的測定
        2.2.7 銅鎳重金屬離子去除率測定
        2.2.8 數據處理
    2.3 結果與分析
        2.3.1 陽離子化反應合成條件的影響
            2.3.1.1 不同CHPTAC用量的影響
            2.3.1.2 反應溫度對陽離子化反應影響
        2.3.2 陰離子磷酸基引入的影響因素
            2.3.2.1 三聚磷酸鹽用量對反應效率和取代度的影響
            2.3.2.2 反應溫度對反應效率、取代度的影響
        2.3.3 尿素用量對非離子基團及陰離子基團引入的影響
        2.3.4 淀粉基捕集劑對重金屬捕集的效果
            2.3.4.1 不同陽離子化對銅、鎳離子的捕集效果
            2.3.4.2 不同磷酸化對銅、鎳離子的捕集效果
    2.4 本章小結
第三章 淀粉基重金屬捕集材料的微觀結構
    3.1 實驗材料及器材
        3.1.1 實驗材料
        3.1.2 實驗儀器
    3.2 實驗方法
        3.2.1 淀粉分子的陽離子化修飾
        3.2.2 引入陰離子、非離子基團
        3.2.3 傅里葉紅外光譜分析測試方法
        3.2.4 核磁共振譜分析
        3.2.5 X-射線衍射分析
        3.2.6 熱重分析測試方法
        3.2.7 掃描電鏡測試分析
        3.2.8 數據處理
    3.3 結果與分析
        3.3.1 紅外光譜分析（IR）
13C核磁共振圖譜分析(¹³CNMR)">        3.3.2 ¹³C核磁共振圖譜分析(¹³CNMR)
        3.3.3 X-射線衍射分析（XRD）
        3.3.4 熱重分析（TGA）
        3.3.5 掃描電鏡分析（SEM）
    3.4 本章小結
第四章 淀粉基重金屬捕集材料的捕集效能
    4.1 實驗材料及儀器
        4.1.1 實驗材料及試劑
        4.1.2 實驗儀器
    4.2 實驗方法
        4.2.1 混合金屬溶液的配制
        4.2.2 重金屬捕集的去除率
        4.2.3 聚合氯化鋁的吸附性能測定
        4.2.4 酸降解方法
        4.2.5 氧化降解方法
        4.2.6 熱降解方法
        4.2.7 洗脫率的計算方法
        4.2.8 捕集劑的循環(huán)利用
        4.2.9 數據處理
    4.3 結果與分析
        4.3.1 淀粉基捕集材料的捕集效能
            4.3.1.1 中間產物的捕集效能
            4.3.1.2 終產物淀粉基捕集劑的捕集效能
            4.3.1.3 傳統(tǒng)捕集劑聚合氯化鋁的捕集效能
        4.3.2 淀粉基捕集劑對單一重金屬的捕集
2+、Ni²+的捕集效果">            4.3.2.1 捕集劑用量和處理時間對Cu²+、Ni²+的捕集效果
2+、Ni²+的捕集效果影響">            4.3.2.2 溶液pH值對Cu²+、Ni²+的捕集效果影響
            4.3.2.3 單因素正交實驗結果與分析
        4.3.3 淀粉基捕集劑對混合重金屬的捕集
            4.3.3.1 不同時間對混合金屬溶液的捕集效果影響
+對混合金屬溶液的捕集效果影響">            4.3.3.2 無機鹽K⁺對混合金屬溶液的捕集效果影響
2+對混合金屬溶液的捕集效果影響">            4.3.3.3 無機鹽Ca²+對混合金屬溶液的捕集效果影響
            4.3.3.4 絡合劑EDTA對混合金屬溶液的捕集效果影響
            4.3.3.5 絡合劑酒石酸對混合金屬溶液的捕集效果影響
        4.3.4 可循環(huán)利用穩(wěn)定性
            4.3.4.1 淀粉基捕集劑螯合產物的酸解作用
            4.3.4.2 淀粉基捕集劑螯合產物的氧化降解作用
            4.3.4.3 淀粉基捕集劑螯合產物的熱降解作用
            4.3.4.4 可循環(huán)利用性能
    4.4 本章小結
第五章 淀粉基重金屬捕集材料的捕集機理初探
    5.1 材料及儀器
        5.1.1 實驗材料及試劑
        5.1.2 實驗儀器
    5.2 實驗方法
        5.2.1 Zeta電位測定
        5.2.2 偽二級吸附動力學方程
        5.2.3 顆粒內擴散方程
        5.2.4 重金屬離子去除率測定方法
        5.2.5 吸附等溫線
        5.2.6 掃描電鏡測試分析
        5.2.7 數據處理
    5.3 結果與分析
        5.3.1 淀粉基捕集劑捕集前后Zeta電位變化
        5.3.2 淀粉基捕集劑的吸附動力學研究
        5.3.3 淀粉基捕集劑的吸附等溫曲線
        5.3.4 淀粉基捕集劑螯合物掃描電鏡
    5.4 結論
結論與展望
    一、結論
    二、創(chuàng)新之處
    三、展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
致謝
答辯委員會對論文的評定意見


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]改性淀粉吸附劑的制備及其對重金屬離子的吸附性能研究[D]. 王柔.蘭州大學 2014
[4]改性木薯淀粉重金屬螯合劑的合成及其應用[D]. 寧杏芳.廣西大學 2013
[5]新型氨基改性淀粉重金屬捕集劑的合成與性能研究[D]. 謝國仁.廣州大學 2011
[6]改性淀粉重金屬捕集劑在水體中的降解研究[D]. 陳琳.同濟大學 2008
[7]Cd～（2+）和Pb～（2+）重金屬離子對4種水生動物的毒性研究[D]. 吳本富.安徽師范大學 2007
[8]DTC改性淀粉對重金屬捕集性能的研究[D]. 封盛.同濟大學 2006
[9]半干法制備兩性淀粉研究[D]. 張曉宇.江南大學 2005
[10]半干法微波輔助加熱制備多元變性淀粉的新工藝研究[D]. 崔彥如.吉林大學 2005



本文編號：2940157