【摘要】：從水溶液中去除重金屬的方法多種多樣,吸附法因其成本低、操作方便、效率高、無(wú)二次污染、吸附劑可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到人們的重視。尋找低成本,易于分離,重復(fù)利用性好的吸附劑成為當(dāng)前的熱門(mén)研究課題。吸附劑一般為粉末,具有分離困難,難于回收利用等缺點(diǎn),而具有一定形狀的吸附劑,如球形、塊狀材料,很好的彌補(bǔ)了這些問(wèn)題。本文以水滑石(LDHs)為基體,合成了兩種水滑石基水凝膠微球,通過(guò)靜態(tài)吸附試驗(yàn)、動(dòng)態(tài)柱吸附試驗(yàn),吸附再生實(shí)驗(yàn)以及各種表征手段來(lái)研究其對(duì)重金屬的吸附性能、機(jī)理以及實(shí)際應(yīng)用性能,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:(1)采用海藻酸鈣(CA)固定磁性水滑石(Fe_3O_4/LDH),制備了磁性水滑石海藻酸鈣微球(Fe_3O_4/LDH-AM),采用傅立葉變換紅外光譜(FTIR)、X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、能量色散光譜(EDS)、X射線光電子光譜(XPS)和比表面積測(cè)定(BET)對(duì)所得Fe_3O_4/LDH-AM進(jìn)行了表征。結(jié)果表明,海藻酸鹽和LDH的表面基團(tuán)(羥基、羧基)得以保留,Fe_3O_4/LDH的晶體結(jié)構(gòu)也很完整。通過(guò)靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)柱吸附實(shí)驗(yàn),研究了Fe_3O_4/LDH-AM對(duì)水溶液中Cd~(2+)、Pb~(2+)和Cu~(2+)的吸附性能,包括吸附條件影響、動(dòng)力學(xué)、等溫線、微觀機(jī)理和潛在的應(yīng)用。對(duì)吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)的擬合符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程,等溫線數(shù)據(jù)與Freundlich和Langmuir等溫線模型吻合較好。Fe_3O_4/LDH-AM對(duì)Cd~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附機(jī)理為表面絡(luò)合和生成碳酸鹽沉淀。柱實(shí)驗(yàn)的突破曲線與Thomas模型擬合良好,可為實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)。此外,Fe_3O_4/LDH-AM具有較好的再生和重復(fù)利用性能。(2)采用交聯(lián)法合成聚乙烯亞胺/水滑石(PEI/LDH),并用海藻酸鈣將其固定,制成聚乙烯亞胺/水滑石海藻酸鈣微球(PEI/LDH-AM),通過(guò)XRD、FTIR和XPS對(duì)其進(jìn)行表征,結(jié)果表明PEI/LDH-AM具有多種官能團(tuán)(羥基、羧基、氨基等)。通過(guò)靜態(tài)吸附試驗(yàn)、柱實(shí)驗(yàn)和再生實(shí)驗(yàn)研究其對(duì)水溶液中Cd~(2+)、Pb~(2+)和Cu~(2+)吸附性能和實(shí)際應(yīng)用效果。吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,吸附等溫線的擬合符合Langmuir模型,吸附機(jī)理主要是與羧基、羥基、氨基發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)以及生成碳酸根沉淀。在動(dòng)態(tài)柱吸附實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)與Thomas模型擬合較好。PEI/LDH-AM的再生性能良好,可至少重復(fù)使用五次。上述結(jié)果表明,Fe_3O_4/LDH-AM和PEI/LDH-AM是一種高效的重金屬吸附劑,易分離,重復(fù)利用效果好,具有很好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X703

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