本文關鍵詞：陰離子型油菜秸稈吸附劑對水中染料及重金屬的吸附特性研究

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【摘要】：本文以農林廢棄物油菜秸稈為研究對象,利用酒石酸和二硫化碳對油菜秸稈進行處理,制備出了兩種新的陰離子型生物吸附材料,并采用掃描電鏡(SEM)、紅外光譜(FT-IR)及X射線衍射(XRD)對改性前后吸附劑的形貌和結構進行了表征。分別研究了酒石酸改性前后油菜秸稈吸附劑對染料(亞甲基藍及堿性品紅)的靜態(tài)吸附行為,二硫化碳改性前后油菜秸吸附劑對重金屬離子(Pb2+和Cr(Ⅵ))的靜態(tài)吸附行為,分別考察了吸附染料和重金屬的影響因素,并探討了吸附的機理,同時還考察了改性油菜秸稈吸附劑的再生性能。研究的結果如下：(1)酒石酸改性油菜秸稈吸附劑的制備及形貌結構表征。研究采用酒石酸處理油菜秸稈,制備出酒石酸改性的陰離子型油菜秸稈吸附劑,并利用SEM、XRD和FT-IR等現代分析方法對材料進行表征。SEM表征說明酒石酸改性油菜秸稈(以下簡稱TRS)較天然油菜秸稈(以下簡稱RS)表面更加粗糙,表面多孔的結構更有利于染料離子的吸附。XRD和FT-IR表征共同表明改性沒有改變油菜秸稈纖維素的晶型,且酒石酸接枝成功。(2)酒石酸改性油菜秸稈對染料的吸附性能及機理。酒石酸改性前后的油菜秸稈對溶液中亞甲基藍和堿性品紅的靜態(tài)吸附對比試驗表明,當亞甲基藍溶液的pH為7,吸附劑投加量為0.04 mg/g,堿性品紅溶液的pH為5,吸附劑投加量為0.05mg/g,染料初始濃度均為100mg/L,20℃條件下吸附60min,改性油菜秸稈對亞甲基藍和堿性品紅的去除效果最佳,去除率分別達到98.96%和98.10%；酒石酸改性油菜秸稈對亞甲基藍和堿性品紅的最大吸附容量分別為185.185mg/g和138.889mg/g。酒石酸改性油菜秸稈對亞甲基藍、堿性品紅的吸附符合Langmuir等溫吸附模型和準二級動力學模型,吸附過程主要是化學吸附。改性油菜秸稈吸附劑經HCl溶液再生3次后對亞甲基藍的吸附率維持在90.34%以上,對堿性品紅的吸附率維持在89.76%以上,說明改性吸附劑再生性能良好。(3)黃原酸化油菜秸稈吸附劑的制備及形貌結構表征。研究采用二硫化碳處理油菜秸稈,制備出黃化改性的陰離子型油菜秸稈吸附劑,并利用SEM、XRD和FT-IR等現代分析方法對材料進行表征。SEM表征說明黃化后油菜秸稈表面出現了較多的褶皺,這種結構為油菜秸稈對水中的金屬離子的吸附提供了良好基礎,XRD表明黃化改性改變了油菜秸稈纖維素的晶型,同時也降低了油菜秸稈纖維素的結晶度,FT-IR表明油菜秸稈纖維素與二硫化碳成功的發(fā)生了黃化反應,生成了纖維素黃原酸酯。(4)黃原酸化油菜秸稈對Pb2+和Cr(Ⅵ)的吸附性能及機理。黃原酸化改性前后的油菜秸稈對溶液中Pb2+和Cr(Ⅵ)的靜態(tài)吸附對比試驗表明,當Pb2+溶液的pH為5.5,濃度為100mg/L,吸附劑投加量為0.05mg/g,Cr(Ⅵ)溶液的pH為5,濃度為50mg/L,吸附劑投加量為0.1mg/g,20℃條件下吸附120min,黃化油菜秸稈對Pb2+和Cr(Ⅵ)的去除效果最佳,去除率分別達到98.53%和90.34%；黃化油菜秸稈對Pb2+和Cr(Ⅵ)的最大吸附容量分別為62.893mg/g和15.823mg/g。黃化油菜秸稈對Pb2+和Cr(Ⅵ)的吸附符合Langmuir等溫吸附模型和準二級動力學模型,吸附過程主要是化學吸附。黃化油菜秸稈經NaOH溶液再生3次后對Pb2+的吸附率維持在82.38%以上,對Cr(Ⅵ)的吸附率維持在57.53%以上,說明改性吸附劑再生性能良好。
【關鍵詞】：油菜秸稈 陰離子型吸附劑 染料 重金屬 吸附 再生
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：X703;O647.3
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-32
• 1.1 作物秸稈的研究利用現狀概述12
• 1.2 油菜秸稈研究利用現狀12-15
• 1.2.1 油菜概述12-13
• 1.2.2 油菜秸稈的研究方向13-15
• 1.3 印染廢水的處理技術研究進展15-20
• 1.3.1 印染廢水的來源及其特征15
• 1.3.2 印染廢水的處理技術15-20
• 1.4 含重金屬廢水的研究現狀20-28
• 1.4.1 物理法20-22
• 1.4.2 化學法22-24
• 1.4.3 生物法24-27
• 1.4.4 云南省重金屬污染防治現狀27-28
• 1.5 課題研究立意、內容及創(chuàng)新點28-32
• 1.5.1 課題研究背景28-29
• 1.5.2 課題研究的意義29
• 1.5.3 研究的內容29-31
• 1.5.4 研究創(chuàng)新點31-32
• 第二章 酒石酸改性油菜秸稈吸附劑的制備及表征32-38
• 2.1 引言32
• 2.2 實驗設備及試劑32-33
• 2.2.1 實驗設備32
• 2.2.2 實驗試劑32-33
• 2.3 實驗方法33-34
• 2.3.1 吸附劑的制備33-34
• 2.3.2 吸附劑表征方法34
• 2.4 結果與討論34-37
• 2.4.1 掃描電子顯微鏡(SEM)結果與分析34-36
• 2.4.2 紅外光譜(FT-IR)結果與分析36
• 2.4.3 X射線衍射儀(XRD)結果與分析36-37
• 2.5 本章小結37-38
• 第三章 酒石酸改性油菜秸稈對染料的吸附性能及機理38-56
• 3.1 引言38
• 3.2 實驗設備及試劑38-39
• 3.2.1 實驗設備38
• 3.2.2 實驗試劑38-39
• 3.3 實驗方法39-42
• 3.3.1 配制染料溶液39
• 3.3.2 吸附試驗及分析方法39-42
• 3.4 試驗結果與討論42-54
• 3.4.1 染料溶液標準曲線的繪制42-43
• 3.4.2 染料初始pH值對吸附的影響43-44
• 3.4.3 吸附劑投加量對吸附的影響44-45
• 3.4.4 溫度對吸附的影響45-46
• 3.4.5 吸附等溫實驗46-49
• 3.4.6 吸附動力學49-53
• 3.4.7 吸附劑的再生53-54
• 3.5 本章小結54-56
• 第四章 黃原酸化油菜秸稈吸附劑的制備及表征56-63
• 4.1 引言56
• 4.2 實驗設備及試劑56-57
• 4.2.1 實驗設備56-57
• 4.2.2 實驗試劑57
• 4.3 實驗方法57-59
• 4.3.1 吸附劑的制備57-58
• 4.3.2 吸附劑表征方法58-59
• 4.4 結果與討論59-62
• 4.4.1 掃描電子顯微鏡(SEM)結果與分析59-61
• 4.4.2 紅外光譜(FT-IR)結果與分析61
• 4.4.3 X射線衍射儀(XRD)結果與分析61-62
• 4.5 本章小結62-63
• 第五章 黃原酸化油菜秸稈對Pb~(2+)和Cr(Ⅵ)的吸附性能及機理63-79
• 5.1 引言63
• 5.2 實驗設備及試劑63-64
• 5.2.1 實驗設備63
• 5.2.2 實驗試劑63-64
• 5.3 實驗方法64-66
• 5.3.1 配制重金屬模擬廢水64
• 5.3.2 吸附試驗及分析方法64-66
• 5.4 試驗結果與討論66-77
• 5.4.1 重金屬初始pH值對吸附的影響66-67
• 5.4.2 吸附劑投加量對吸附的影響67-68
• 5.4.3 溫度對吸附的影響68-69
• 5.4.4 吸附等溫實驗69-72
• 5.4.5 吸附動力學72-76
• 5.4.6 吸附劑的再生76-77
• 5.5 本章小結77-79
• 第六章 結論與建議79-81
• 6.1 結論79-80
• 6.2 建議80-81
• 致謝81-82
• 參考文獻82-89
• 附錄A (攻讀學位期間發(fā)表論文目錄)89

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本文編號：921698