【摘要】：隨著金屬行業(yè)的生產(chǎn)及消費的擴大,含有大量重金屬離子的污水排入水體。這些有毒金屬化合物的存在不僅會造成嚴重的環(huán)境污染,還會造成全球人類疾病�；钚蕴孔鳛楦咝У奈絼┍粡V泛應用于含重金屬污染物的廢水處理。然而,由于再生困難,回收率低和成本高,限制了活性炭的進一步應用。從而提出利用農(nóng)林廢棄物花生殼和天然礦物麥飯石的特點,通過對二者進行化學改性及吸附性能研究,以期獲得低價、高效、穩(wěn)定,有望替代活性炭的新型吸附劑。采用NaOH、HNO_3、檸檬酸、KMnO_4、H_2O_2和乙醇對花生殼、麥飯石進行不同條件下的化學改性,確定了花生殼的改性工藝條件:改性試劑HNO_3,濃度2 mol·L~(-1),溫度50℃,時間5 h,此時碘吸附值最大為798.73 mg·g~(-1);麥飯石的改性工藝條件:改性試劑檸檬酸,濃度0.6 mol·L~(-1),溫度30℃,時間4 h,此時Cd~(2+)吸附值最大為14.36 mg·g~(-1)。SEM測試分析說明,改性提高了基團與陽離子交換能力,使得孔隙擴大引起吸附能力增強。N2吸附/解吸等溫線表明,改性花生殼和改性麥飯石具有了大的比表面積和高的總孔體積,提高了對污染物的吸附容量。熱重分析表明,改性吸附材料與未改性前對比,其化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性均有較大提高。XRD測試結(jié)果說明改性使得吸附材料的粒徑變小,晶面間距增大,比表面積增大,吸附性能增強。由吸附動力學模型擬合分析得出,相比于擬一級動力學和顆粒內(nèi)擴散方程,擬二級動力學方程能更好地描述Cd~(2+)吸附過程,說明吸附主要以化學吸附為主。吸附熱力學模型擬合分析結(jié)果表明,改性花生殼吸附Cd~(2+)等溫線符合Langmuir等溫線模型,說明吸附主要為單分子層吸附。通過五次循環(huán)吸附再生實驗結(jié)果證明了改性花生殼對Cd~(2+)的吸附能力下降較小,說明其可以重復吸附水溶液中的金屬離子。通過以上設計和探討分析,具有高效吸附性能的改性材料被制備得到,其廉價且高吸附性能在吸附水污染領(lǐng)域具有較大的潛在應用價值。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O647.3
【圖文】：

潤土、生物吸附劑、廢棄農(nóng)作物和離子交換，相比于以上的一些常用吸附劑，關(guān)于研究使附劑用于廢水中去除重金屬的新技術(shù)頗受歡料、稻殼、大豆殼、廢糧食和向日葵莖[21]。林廢棄物為原料的新型吸附劑具有可再生利優(yōu)勢。由于較好的結(jié)構(gòu)和性能，目前原料豐富的潛在來源的吸附劑材料。其吸附性能的研究現(xiàn)狀的組成與結(jié)構(gòu)生殼與其它植物纖維材料類似，主要由木質(zhì)花生殼因富含羥基、氨基等官能團而具備一的具體含量因分析方法的不同而存在差異，

圖 1-2 纖維素的組成結(jié)構(gòu)圖[23]5.2 花生殼的改性及吸附性能由于花生殼在吸附水體重金屬中表現(xiàn)出的優(yōu)越性能，其利用價值及對性和開發(fā)近年來廣受關(guān)注。相較于常規(guī)吸附劑的主要優(yōu)勢由于花生殼表大量的木質(zhì)素、纖維素、半纖維素及少量無機硅[24]。它們含有豐富的羥基，有很好的吸附性能，尤其是對于鉛鎘離子等[25]。由于天然花生

破壞其木質(zhì)素的致密結(jié)構(gòu)，提高其孔隙度，暴露出更多的活性基團。酸化改性花生殼纖維素反應式如圖1-3 所示。而有機物處理材料，可以與材料發(fā)生反應，為材料的表面添加些具吸附能力的官能團。

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本文編號：2790659