【摘要】：在城市生活垃圾的處理過程中會產(chǎn)生濃縮液,濃縮液中含有多種金屬離子,如果直接排放,其中的重金屬會對環(huán)境和人類健康產(chǎn)生明顯危害,而處理濃縮液的成本比較高,如何去除濃縮液中的重金屬成為關(guān)注的熱點之一。本研究選擇海藻酸鈉作為載體,結(jié)合環(huán)境友好的聚乙烯亞胺和Fe(Ⅲ),通過溶膠-凝膠法、均相負(fù)載法、包埋法成功制備SA凝膠球、SA-PEI凝膠球、SA-PEI-Fe(Ⅲ)凝膠球三種吸附劑。以濃縮液中的重金屬種類為依據(jù),選擇Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)為處理對象,通過靜態(tài)吸附實驗探討對Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附性能并對吸附劑進(jìn)行再生實驗,通過表征來深層次探討該吸附劑的吸附機(jī)理,所得主要結(jié)論如下:(1)FTIR結(jié)果表明:PEI與Fe(Ⅲ)成功負(fù)載至海藻酸鈉,三種凝膠球?qū)u(Ⅱ)的吸附主要依靠羧基、羥基、胺基官能團(tuán),胺基和Fe(Ⅲ)為吸附Cr(Ⅵ)的活性位點;SEM可以觀察到三種凝膠球表面粗糙且均擁有孔道結(jié)構(gòu),XRD證實Fe(Ⅲ)成功引入且并未被氧化。(2)靜態(tài)吸附實驗發(fā)現(xiàn):三種凝膠球?qū)u(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附均受pH影響較大,對Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附最佳pH為5.5和2,SA凝膠球?qū)r(Ⅵ)基本沒有吸附效果,不受pH的影響;升高溫度均利于Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附的進(jìn)行,SA凝膠球、SA-PEI凝膠球、SA-PEI-Fe(Ⅲ)凝膠球?qū)u(Ⅱ)的最大吸附量分別為156.52mg/g、260.5mg/g和213.31mg/g,對Cr(Ⅵ)的最大吸附量為0.6mg/g、163.5mg/g和164.87mg/g;SA凝膠球?qū)u(Ⅱ)的吸附以單層吸附為主,平衡時間9.5h,SA-PEI凝膠球?qū)u(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附平衡時間為36h和13h,對Cu(Ⅱ)為多層吸附對Cr(Ⅵ)為單層吸附,SA-PEI-Fe(Ⅲ)凝膠球?qū)u(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)均為多層吸附,平衡時間為45h和30h;SA-PEI和SA-PEI-Fe(Ⅲ)凝膠球處理Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)混合金屬均有明顯的協(xié)同效應(yīng),歸因于離子電橋和靜電屏蔽;無機(jī)陰離子會對Cu(Ⅱ)的吸附產(chǎn)生促進(jìn)作用而陽離子促進(jìn)對Cr(Ⅵ)的吸附;再生與循環(huán)利用實驗證明SA-PEI和SA-PEI-Fe(Ⅲ)凝膠球有良好的重復(fù)利用性能。(3)三種凝膠球吸附性能和機(jī)理對比發(fā)現(xiàn):在SA中引入PEI,使吸附界面上與Cu(Ⅱ)發(fā)生配位作用的官能團(tuán)分布不均勻而誘導(dǎo)了多層吸附,繼續(xù)引入Fe(Ⅲ)使吸附Cr(Ⅵ)的活性位點分布不均;引入PEI增強(qiáng)了對Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附性能,改善了SA凝膠球?qū)r(Ⅵ)沒有吸附性能的缺點,但是對低濃度的Cr(Ⅵ)吸附較差,繼續(xù)引進(jìn)Fe(Ⅲ)更進(jìn)一步增強(qiáng)了對Cr(Ⅵ)的吸附,使SA-PEI-Fe(Ⅲ)凝膠球?qū)θ我鉂舛鹊腃u(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)都有良好的吸附效果,更適合處理實際廢水。(4)實際濃縮液中含有多種金屬離子和無機(jī)離子,SA-PEI-Fe(Ⅲ)凝膠球在多種重金屬離子和無機(jī)離子存在的情況下仍然對重金屬Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)有良好的吸附效果;并用實際濃縮液進(jìn)行實驗,證實SA-PEI-Fe(Ⅲ)凝膠球在實際濃縮液中仍然對重金屬有較好的吸附效果,為去除實際濃縮液中的重金屬研究提供依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X703;O647.3;TQ427.26
【圖文】：

海藻酸鈉分子結(jié)構(gòu)

蛋-盒結(jié)構(gòu)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2726636