【摘要】：含鉻廢水每年的排放量巨大,其中的六價鉻(Cr(VI))因具有致畸、致突變、致癌作用,而對生態(tài)系統(tǒng)有著極大的危害。在Cr(VI)廢水治理中,以農(nóng)業(yè)廢棄物為吸附劑的生物吸附,具有快速有效、成本低廉的優(yōu)點,應(yīng)用潛力較大。隨著研究的深入,學(xué)者們發(fā)現(xiàn)在生物質(zhì)材料吸附Cr(VI)過程中還有Cr(VI)的還原轉(zhuǎn)化發(fā)生,然而目前對于Cr(VI)在吸附過程中的還原特性和機理尚未完全明確。本文的主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下:本研究以玉米秸稈為原材料制備了一種改性玉米秸稈陰離子吸附劑,通過SEM、FTIR、XPS等儀器進行表征,發(fā)現(xiàn)改性玉米秸稈表面形貌纖維特征明顯,基團以季銨基和羥基為主。Cr(VI)批吸附實驗結(jié)果表明,在pH=4時Cr(VI)吸附量最大。吸附劑量的增加即會使Cr(Ⅵ)的去除率提高,也會使得吸附劑的吸附量下降。改性玉米秸稈對Cr(Ⅵ)的吸附等溫線符合Langmuir模型,理論吸附量為35.9 mg/g。Cr(Ⅵ)的吸附機理為CrO_4~(2-)與Cl~-發(fā)生離子交換。為了定量分析固相鉻形態(tài)分布,建立了一種改性玉米秸稈上Cr(VI)與Cr(Ⅲ)的快速同步解吸方法:以2 mol/L H_3PO_4為解吸液,解吸液體積為20mL,在25℃、150rpm條件下解吸10min,總鉻回收率可達95%。基于以上固相鉻解吸方法,考察了pH、初始Cr(VI)濃度等因素對Cr(VI)的還原性能的影響,并通過吸附前后固相表征和液相產(chǎn)物分析對Cr(VI)還原機理進行探究。結(jié)果發(fā)現(xiàn),pH越低越有利于Cr(VI)的還原,初始Cr(VI)濃度以及吸附劑量的提高均使Cr(VI)的還原量增加。Cr(VI)還原的動力學(xué)過程初始階段符合零級反應(yīng)模型,并計算出還原反應(yīng)活化能為36.8 kJ/mol。Cr(VI)可能的還原機理:Cr(VI)先通過離子交換被吸附到改性玉米秸稈表面,部分Cr(VI)(30%)由附近的季銨基和羥基作為電子供體從而被還原為Cr(Ⅲ),而季銨基則被氧化為甲酸和硝酸根。生成的Cr(Ⅲ)大部分(55%)結(jié)合在吸附劑表面,剩余Cr(Ⅲ)則被釋放入溶液中。最后,利用配水溶液以及實際電鍍廢水研究了改性玉米秸稈對Cr(VI)的柱吸附與還原特性。研究結(jié)果表明,高徑比越大,Cr(VI)穿透時間越長而吸附容量更大。但隨著流量和初始Cr(VI)濃度的增加,穿透時間顯著縮短。在柱吸附過程中也會有Cr(VI)的還原現(xiàn)象發(fā)生,而且在初始階段Cr(III)生成量最大。
【圖文】：

圖 1.1 環(huán)境水體中 Cr(VI)與 Cr( Ⅲ )的 Eh-pH 分布水體中通常以兩種氧化態(tài)存在，即 Cr(VI)與 Cr(Ⅲ)現(xiàn)在遷移性和生物化學(xué)性質(zhì)兩個方面。相比于 Cr(Ⅲ，因此具有很高的溶解性和遷移性，更容易被生物Cr(Ⅲ)是人體所必需的一種微量元素，存在于碳水化中，有助于膽固醇的分解與排泄以及胰島素對葡萄 Cr(Ⅲ)過少，會導(dǎo)致糖類和脂類的代謝出現(xiàn)異常[14]著極為明顯的毒性，，一方面是因為其有著較高的氧r(VI)通常以 CrO42-的形態(tài)存在，其結(jié)構(gòu)與 SO42-或 P過相應(yīng)的離子通道自由擴散至細胞膜內(nèi)，從而影響(VI)因此也具有“三致”作用：致畸、致突變、致膚、呼吸道、眼睛及腸胃的損傷[15]。血紅蛋白會在血紅蛋白，干擾體內(nèi)的氧化、還原與水解代謝。當(dāng))時，會因 Cr(VI)的快速滲透而導(dǎo)致潰瘍。若攝入大量

緩緩倒入 500 mL 三甲胺，在 80℃、150rpm 條稈用紗布過濾后分別經(jīng) 1：1 乙醇和 0.1 mol/L 性后再 60℃干燥 24 h 即可[20]。圖 2.2 為此改性表 2.2 主要使用試劑 等級 生產(chǎn)廠狀） AR 國藥集團化學(xué)試烷 AR 國藥集團化學(xué)試 30%水溶液 上海阿拉丁生化科 AR 國藥集團化學(xué)試 AR 國藥集團化學(xué)試 GR 國藥集團化學(xué)試
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X703

【參考文獻】

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本文編號：2626751