工業(yè)廢水的大量排放使得我國水體中重金屬含量增多,對環(huán)境和人體造成嚴(yán)重危害。吸附法因具備吸附量大、選擇性高、原料廣泛、易再生等優(yōu)點,逐漸在重金屬廢水處理領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。聚丙烯腈纖維可經(jīng)過改性、碳化、活化等過程處理成為螯合纖維、碳纖維、活性碳纖維等形式的吸附劑,實現(xiàn)對重金屬離子的選擇性吸附,在重金屬廢水處理領(lǐng)域受到廣泛的關(guān)注。本文主要研究以聚丙烯腈（PAN）為基體的螯合纖維和活性碳纖維對水中重金屬離子的吸附,并采用SEM、FT-IR、XRD和XPS對吸附前后的樣品進(jìn)行表征,探索吸附機(jī)理。主要結(jié)果如下:1、對PAN電紡預(yù)氧化纖維進(jìn)行硫酸改性,將氰基水解為酰胺基團(tuán),制備聚丙烯腈螯合纖維（PANS）,可實現(xiàn)對Cu（II）和Pb（II）的吸附。增大離子濃度、延長吸附時間均對螯合纖維（PANS）吸附Cu（II）和Pb（II）有促進(jìn)作用,且最佳pH值均在5左右。25℃時,Cu（II）和Pb（II）的吸附量分別為12.0mg/g和28.8mg/g。吸附過程均符合Langmuir吸附等溫線模型和準(zhǔn)二級動力學(xué)模型。PANS對Cu（II）、Pb（II）、Cr（VI）和Cd（II）的吸附能力均高于相同改性條件... 

【文章來源】：華北水利水電大學(xué)河南省

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1雙（2-吡啶甲基）氨基改性聚丙烯腈纖維（BPEN-PANF）與金屬離子的配位模型

圖 1-2 Cr(VI)和氨基功能化的 PAN 電紡纖維（PAN-NH2）之間的相互作用機(jī)理Figure 1-2 Interaction mechanism between Cr(VI) and PAN-NH2nanofibers1.3.2 交聯(lián)接枝改性交聯(lián)接枝改性，即先將聚丙烯腈與其他纖維或基體交聯(lián)，然后再引入功能基團(tuán)，獲得螯合纖維，接枝改性可以彌補(bǔ)直接改性 PAN 纖維機(jī)械強(qiáng)度不高的不足。Rui Zhao[63等用水合肼和 PAN 電紡纖維進(jìn)行交聯(lián)后，先用二乙基三胺進(jìn)行氨基化制備 A-PAN，再用磷酸對 A-PAN 的氨基進(jìn)行磷酸化制備 P-PAN，并對比這兩個樣品關(guān)于 Pb2+、Cu2+、Ag+和 Cd2+四種重金屬離子的吸附后發(fā)現(xiàn)，氨基磷酸化后，Pb2+、Cu2+、Ag+對磷酸基的親和力較氨基強(qiáng)，所以吸附量均有提升，而因 Cd2+與磷酸基的親和力較氨基弱，因此，磷酸化后 Cd2+的吸附量反而下降。Gang Xu[64]等將 PANF 用三乙烯四胺修飾得到胺化纖維（PANAF），然后通過 Mannich 反應(yīng)將磷酸鏈段接枝到 PANAF 上，制備一種具有 P-O 或 P=O 基團(tuán)的聚丙烯腈改性纖維，如圖 1-3 所示，這種基團(tuán)對 Hg+具有螯合作用[65]

1.3.2 交聯(lián)接枝改性交聯(lián)接枝改性，即先將聚丙烯腈與其他纖維或基體交聯(lián)，然后再引入功能基團(tuán)，獲得螯合纖維，接枝改性可以彌補(bǔ)直接改性 PAN 纖維機(jī)械強(qiáng)度不高的不足。Rui Zhao[63等用水合肼和 PAN 電紡纖維進(jìn)行交聯(lián)后，先用二乙基三胺進(jìn)行氨基化制備 A-PAN，再用磷酸對 A-PAN 的氨基進(jìn)行磷酸化制備 P-PAN，并對比這兩個樣品關(guān)于 Pb2+、Cu2+、Ag+和 Cd2+四種重金屬離子的吸附后發(fā)現(xiàn)，氨基磷酸化后，Pb2+、Cu2+、Ag+對磷酸基的親和力較氨基強(qiáng)，所以吸附量均有提升，而因 Cd2+與磷酸基的親和力較氨基弱，因此，磷酸化后 Cd2+的吸附量反而下降。Gang Xu[64]等將 PANF 用三乙烯四胺修飾得到胺化纖維（PANAF），然后通過 Mannich 反應(yīng)將磷酸鏈段接枝到 PANAF 上，制備一種具有 P-O 或 P=O 基團(tuán)的聚丙烯腈改性纖維，如圖 1-3 所示，這種基團(tuán)對 Hg+具有螯合作用鄧圣[65]等采用微波輻照的方法將二乙基三胺與 PAN 纖維進(jìn)行交聯(lián)，然后用氨基硫脲（TSC）進(jìn)行改性，引入含硫基團(tuán)，含硫基團(tuán)是軟堿，與 Cd2+和 Pb2+這樣的軟酸性物質(zhì)通過聚合物側(cè)鏈的一個配位鍵相互作用，達(dá)到很好的吸附效果。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]硫酸改性PAN預(yù)氧化纖維的制備及其對Pb2+的吸附性能[J]. 王微霞,邱乾坤,王雪飛,錢鑫,張永剛.  合成纖維工業(yè). 2018(04)
[2]重金屬廢水污染治理方法探究[J]. 王志穎.  華北水利水電大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版). 2018(03)
[3]ZnO改性聚丙烯腈基活性炭吸附水中Cr（Ⅵ）離子的效果[J]. 肖方育,劉云國.  環(huán)境工程學(xué)報. 2017(07)
[4]電去離子（EDI）技術(shù)處理低濃度重金屬廢水的研究進(jìn)展[J]. 馮云華,王建友,李帥,張中敏.  水處理技術(shù). 2017(05)
[5]重金屬廢水排放處理研究新進(jìn)展[J]. 吳春曉.  石化技術(shù). 2017(04)
[6]微生物對重金屬廢水的修復(fù)研究[J]. 龍云川,萬合鋒,周少奇.  貴州科學(xué). 2017(02)
[7]“美麗鄉(xiāng)村”建設(shè)中污水治理的問題與對策[J]. 王志穎.  華北水利水電大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版). 2017(02)
[8]淺談銅的污染及危害[J]. 竇薛楷.  科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊. 2017(08)
[9]用于吸附重金屬離子的磁性納米伊/蒙黏土的制備[J]. 劉婷婷,潘志東,黎振源,王燕民.  硅酸鹽學(xué)報. 2017(01)
[10]化學(xué)沉淀法處理電鍍廢液中重金屬的實驗研究[J]. 張更宇,張冬冬.  山東化工. 2016(16)



本文編號：3114702