【摘要】：本研究采用平菇作為原料來(lái)制備了兩種類型不同的吸附劑(MPOD和CMPOD)用于去除水溶液中的Cr(VI)離子。用酒石酸改性平菇粉末制成新型吸附劑(MPOD),用于去除水溶液中的六價(jià)鉻。相比改性前的平菇粉末吸附劑(POD),改性之后的平菇對(duì)六價(jià)鉻的去除效率是改性之前的2-2.5倍。傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜儀以及X射線光電能譜儀的分析數(shù)據(jù)可知,羧基(COOH-)和氨基(NH3-)在吸附劑結(jié)合六價(jià)鉻的過程中起著重要的作用,為主要作用官能團(tuán)。本研究的批量實(shí)驗(yàn)探索了改性平菇吸附劑的特性以及對(duì)六價(jià)鉻的吸附性能。結(jié)果表明,p H=2.0時(shí)是MPOD對(duì)六價(jià)鉻吸附的最適宜的初始p H值,此時(shí)的最大吸附量可達(dá)到99.66 mg/g。熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明酒石酸改性平菇吸附劑對(duì)水溶液中六價(jià)鉻的吸附過程是自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng),其吸附機(jī)理主要包括靜電吸附和絡(luò)合作用。改性平菇粉末吸附劑具有制備簡(jiǎn)單,對(duì)水溶液中六價(jià)鉻去除效率高等優(yōu)點(diǎn)。(第2章)繼而,采用殼聚糖將上述酒石酸改性平菇粉末吸附劑固定化,制成一種廉價(jià)且高效的殼聚糖-平菇凝膠小球(CMPOD)生物吸附劑,并對(duì)其進(jìn)行掃描電鏡(SEM)、能譜(EDX)、傅里葉紅外光譜(FTIR)、Zeta表面電位等表征分析。掃描電鏡展現(xiàn)了材料粗糙的表面結(jié)構(gòu),能譜分析充分證明了Cr(VI)離子被吸附于材料表面。傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜儀的數(shù)據(jù)分析可知氨基(NH3-)在吸附劑結(jié)合六價(jià)鉻的過程中起著重要的作用,為主要作用官能團(tuán)。通過測(cè)定zeta電位計(jì)算出凝膠小球的p HPZC為6.02。改性并制成的凝膠小球材料的吸附量顯著,對(duì)六價(jià)鉻離子最大吸附量可達(dá)196.83mg/g。批量實(shí)驗(yàn)研究了CMPOD對(duì)六價(jià)鉻的吸附性能,準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程和Freundlich等溫吸附模型更加符合實(shí)驗(yàn)中材料對(duì)Cr(VI)離子的吸附行為,熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明CMPOD對(duì)水溶液中六價(jià)鉻的吸附過程是自發(fā)進(jìn)行的吸熱反應(yīng)。(第3章)
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圖片說明： 圖 1.1 纖維素、半纖維素及木質(zhì)素單體的分子結(jié)構(gòu)圖Figure 1.1 Molecular structure of cellulose, hemicellulose and lignin聚糖素(C8H13O5N)n，又名幾丁質(zhì)、甲殼質(zhì)，是一種含氮多糖類物等甲殼的重要成分。殼聚糖（分子鏈如圖 1.2 所示）是甲殼素，在自然環(huán)境中含量很高，是一種天然聚氨基葡萄糖線型高分定型半透明狀固體，溶于酸，不溶于水和堿，也不溶于一般的有身無(wú)毒無(wú)味，又具有良好的耐腐蝕性，廣泛應(yīng)用于食品領(lǐng)域，稠劑、保鮮劑、吸附劑等。微觀下研究殼聚糖的分子組成發(fā)現(xiàn)殼聚糖分子內(nèi)及分子間，其分子鏈中又有大量基團(tuán)，如羥基、基等，這些基團(tuán)呈電負(fù)性，可溶于大多數(shù)無(wú)機(jī)酸，如稀鹽酸、元醇中的溶解性相當(dāng)好，但不溶于稀硫酸、磷酸。完全溶解的體溶液，是一種透明的殼聚糖鹽膠體，形成典型的親水膠體體糖對(duì)重金屬的吸附作用主要依靠分子鏈中的氨基和羥基等活吸附重金屬離子過程中殼聚糖分子鏈中的氫鍵與重金屬離子結(jié)
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圖片說明： 圖 1.2 殼聚糖分子鏈Figure 1.2 Chitosan molecular chain1.6.2 研究意義以及指導(dǎo)思想中國(guó)是世界上鉻渣排放量最大的國(guó)家，而六價(jià)鉻又具有極強(qiáng)的生物毒性，是強(qiáng)致癌物，易于在生物和人類體內(nèi)蓄積，誘發(fā)肺癌等疾病，進(jìn)而致人死亡。近幾十年來(lái)，生物技術(shù)作為一種新興的廢水處理技術(shù)，特別是在處理含低濃度重金屬?gòu)U水的處理中，有著極其廣泛的發(fā)展前景并且取得了良好的效果。藻類、細(xì)菌、真菌、農(nóng)林廢棄物等吸附重金屬的研究已有相當(dāng)多的報(bào)道，大型食用真菌平菇吸附重金屬六價(jià)鉻的研究相對(duì)較少，近年來(lái)，大型食用真菌平菇以其優(yōu)越的特點(diǎn)，越來(lái)越進(jìn)入人們的視線。且平菇作為重金屬吸附劑材料來(lái)源非常廣泛。本研究選用平菇和殼聚糖為原料，，用于對(duì)重金屬 Cr(VI)的吸附，具有實(shí)際的意義。天然吸附劑為保證良好的吸附性能，在使用之前要進(jìn)行洗滌以去除雜質(zhì)，有時(shí)為了使其有更好的吸附能力，還需對(duì)其進(jìn)行物理化學(xué)等各種修飾處理。平菇天然生物吸附劑也是如此，實(shí)踐也證明了其有效性。生物吸附劑的預(yù)處理主要表現(xiàn)
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703;O647.33

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本文編號(hào)：2515627