由于重金屬離子的污染對人類健康生活造成負(fù)面影響,因此水體重金屬污染問題受到了廣泛的關(guān)注。為了改善傳統(tǒng)的重金屬離子沉淀劑的低水溶性、沉淀分離速率慢等缺陷,本文開發(fā)了一種具有優(yōu)異的去除效率和快速的固液分離性能的低污染重金屬離子去除劑。論文首先對磁性納米材料和陰離子聚丙烯酰胺的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了研究,確定了運(yùn)用水溶液聚合陰離子聚丙烯酰胺的方法,進(jìn)而研究了制備陰離子聚丙烯酰胺中各合成條件,確定最佳制備條件。結(jié)果表明反應(yīng)的最佳條件是單體濃度為40%,引發(fā)劑用量為0.6%,AM/MA質(zhì)量比為10:1,反應(yīng)時(shí)間為30 min,得到的最高的特性粘度為0.401 mL·g~(-1),相對分子量為1.905×10~6 g·mol~(-1)。通過正交實(shí)驗(yàn)得到制備磁性陰離子聚丙烯酰胺的最佳條件,并對最終產(chǎn)物進(jìn)行了表征,從而分析驗(yàn)證了磁性陰離子聚丙烯酰胺的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果顯示明膠用量為7.6%,Fe_3O_4用量為15.2%,檸檬酸用量為3.8%時(shí),制備的重金屬離子去除劑處理效果好。通過對最終產(chǎn)物的表征說明重金屬離子去除劑是一種核-殼結(jié)構(gòu)的磁性納米復(fù)合物,具有良好的磁性能。進(jìn)一步研究重金屬離子去除劑應(yīng)用于處理水中重金屬離子的效果,通過對Cr~(3+)去除率的單因素實(shí)驗(yàn),確定了pH為9,沉降時(shí)間為10 min,重金屬離子去除劑投加量為5 mL為重金屬離子實(shí)驗(yàn)最佳條件參數(shù),此時(shí)Cr~(3+)去除率最高為95.5%。通過改變模擬廢水初始濃度顯示,隨著初始濃度的變大,磁性陰離子聚丙烯酰胺對Cr~(3+)、Cu~(2+)、Zn~(2+)的去除率是逐漸減小的,并且在此條件下去除率Cr~(3+)Zn~(2+)Cu~(2+)。利用常規(guī)不帶磁性的陰離子聚丙烯酰胺進(jìn)行重金屬去除實(shí)驗(yàn),得到的去除效果與磁性陰離子聚丙烯酰胺進(jìn)行比較。結(jié)果顯示,用磁性陰離子聚丙烯酰胺進(jìn)行處理時(shí)2min內(nèi)Cr~(3+)去除率就達(dá)到90.1%,比常規(guī)不帶磁性的陰離子聚丙烯酰胺去除率提高了75.3%,表明磁性陰離子聚丙烯酰胺的沉降時(shí)間減少,去除率較高,具有更高的實(shí)用性。
【學(xué)位單位】：齊魯工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ317;X703
【部分圖文】：

第 1 章 緒論比較嚴(yán)重，而且水環(huán)境污染的范圍比較廣包含著各河流海域，在我國就有近五分之四的江河湖庫底質(zhì)收到重金屬的污染[10]�！�2016 年中國海洋環(huán)境質(zhì)量公報(bào)》表明，我國近岸海域處于劣四類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的海域面積春季為 42430 平方公里，夏季為37420平方公里。主要河流入海的重金屬污染物量為1.4萬噸，其中鋅10535噸、銅 2413 噸、鉛 575 噸[11]。對長江中下游流域湖泊沉積物中重點(diǎn)重金屬進(jìn)行的調(diào)查測定表明位于漢陽區(qū)南郊的墨水湖重金屬污染最嚴(yán)重，其沉積物中的 Cr是所有被調(diào)查湖泊中含量最高的，超出當(dāng)?shù)乇尘爸?2 倍；Pb、Cu 和 Zn 的含量也很高，分別為背景值的 2.94、3.83 和 16 倍[12]。重金屬離子可以由各種途徑侵入人的身體（圖 1.1），危害著人類的身體健康。因此，保護(hù)水環(huán)境免受重金屬污染，降低廢水中重金屬的濃度是非常重要的。

子材料的特性，通過測相對粘度等參數(shù)求得相對分子量。分子量能夠表征化合物的特性性的一個(gè)基本參數(shù)。進(jìn)行陰離子聚丙烯酰胺特性粘度的測定[88]。管（3）的管口上，將非稀釋型烏氏粘度計(jì)整在 30±0.05℃進(jìn)行加熱，水浴鍋中的水面應(yīng)ol·L-1的 NaCl 溶液，從注液管（1）中加入到將溶液慢速的吸入到定量球（6）中，待液使溶液自由下降，待液面下降至上刻線（5止秒表，記錄流經(jīng)時(shí)間 t，重復(fù)測定四次。

第 3 章 磁性陰離子聚丙烯酰胺的制備表格中的分析數(shù)據(jù)可以看出，磁性陰離子聚丙烯酰胺 Cr3+去除率最大最低為 81.7%。由于 Rj 的數(shù)值越大表明該因子對重金屬去除率的影響因此在三種原料中，F(xiàn)e3O4用量對 Cr3+去除率影響最大，其次是明膠用用量對 Cr3+去除率影響最小。所以通過正交實(shí)驗(yàn)可以得出制備磁性陰離酰胺最佳條件為：明膠用量 1 g，F(xiàn)e3O4用量 2 g，檸檬酸用量 0.5 g。在備條件下，得到的磁性陰離子聚丙烯酰胺這種重金屬離子去除劑對 Cr達(dá)到 95.5%。 3.1 顯示了各因素的 k 值。根據(jù)各因素 k 值的變化，可以看出當(dāng) Fe3O 0.5 g 增加到 2 g 時(shí)，去除率從 86.4%增加到 93.4%，去除率增長了近 13O4的用量對有顯著影響。而明膠和檸檬酸用量發(fā)生改變時(shí) Cr3+的去除度不大，因此可以推測明膠和檸檬酸的影響不是很明顯。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2837553