本文關(guān)鍵詞：重金屬捕集劑的制備與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著工業(yè)的發(fā)展，不達(dá)標(biāo)重金屬廢水的排放問題日益嚴(yán)重，對環(huán)境及人類健康造成嚴(yán)重威脅。傳統(tǒng)重金屬廢水分離方法如化學(xué)沉淀法，存在化學(xué)試劑使用量大、產(chǎn)生污泥多難以處置、二次污染、出水無法達(dá)標(biāo)等缺點，而離子交換、電化學(xué)分離等方法雖然分離效果較好，但處理費用昂貴，因此，研究開發(fā)高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的重金屬捕集劑分離廢水中的重金屬離子，具有重大的社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境意義。 本論文制備了DTCT重金屬捕集劑、DTC(二硫代氨基甲酸)改性殼聚糖重金屬捕集劑(DTC-CS)、殼聚糖-聚乙烯醇吸附膜(CS-PVA)，應(yīng)用螯合吸附原理，分離去除廢水中Cu~(2+)和Cd~(2+)，主要研究成果如下所述： 1. DTCT：以乙二胺和三乙烯四胺為單體，環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑，合成了具有氨基支化結(jié)構(gòu)的大分子骨架，在此骨架的氨基基團(tuán)上接枝CS2，，生成含有DTC功能基團(tuán)的水溶性大分子重金屬捕集劑，正交試驗優(yōu)化了合成工藝條件。DTCT處理濃度1000mg/LCu~(2+)廢水，最佳捕集條件為DTCT用量25mg/mL，pH3，反應(yīng)時間1min，處理1000mg/LCd~(2+)廢水，最佳捕集條件為DTCT用量35mg/mL，pH6，反應(yīng)時間5min，Cu~(2+)和Cd~(2+)去除率均達(dá)到99.9%以上，滿足排放要求，將其應(yīng)用于實際廢水，處理效果顯著。對螯合沉淀物穩(wěn)定性及螯合機(jī)理進(jìn)行了研究，證明了DTCT可有效去除廢水中重金屬離子。 2. DTC-CS：殼聚糖與CS2在甲醇和水的反應(yīng)介質(zhì)中，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)35%的NaOH為催化劑，合成了DTC-CS，對合成產(chǎn)物進(jìn)行了FT-IR、元素分析、XRD、TG等結(jié)構(gòu)表征，確定產(chǎn)物中含有DTC基團(tuán)，確定了最佳捕集Cu~(2+)條件（DTC-CS用量33mg/mL，pH4.5-5，反應(yīng)時間30min）和最佳捕集Cd~(2+)條件（DTC-CS用量60mg/mL，pH5.5-7，反應(yīng)時間50min），Cu~(2+)和Cd~(2+)去除率均達(dá)到99.9%以上。DTC-CS的脫附回收實驗表明，1mol/L硫脲和0.05mol/L HCl的混合溶液對Cu~(2+)和Cd~(2+)的脫附效果最好，最大脫附率分別為87.13%和89.64%，相比DTCT而言，實現(xiàn)了重復(fù)使用，節(jié)約了成本。 3. CS-PVA膜：采用浸漬沉淀相分離法和流延法兩種方法制備了CS-PVA膜，通過SEM表征證實，浸漬沉淀相分離法制得的膜表面粗糙多孔，結(jié)構(gòu)疏松，吸附分離效果大大高于流延法制得的光滑致密膜。研究了浸漬沉淀相分離法制備的CS-PVA吸附分離廢水中Cu~(2+)和Cd~(2+)的最佳條件，結(jié)果表明，在固液比為5g/100mL，Cu~(2+)和Cd~(2+)溶液pH分別為4.5和6，吸附時間分別為270min和300min時，吸附分離效果最好，對吸附前后膜結(jié)構(gòu)的變化進(jìn)行了FT-IR、XRD的分析，并對膜的“吸附-脫附”循環(huán)使用次數(shù)進(jìn)行了研究，確定此法制得吸附膜性能穩(wěn)定，且可循環(huán)使用。 綜上所述，DTCT對重金屬離子的去除效果最好，但存在不能回收利用、殘留水中具有一定毒性的缺點，DTC-CS實現(xiàn)了回收利用，含有可生物降解的殼聚糖，一定程度上降低了生物毒性，CS-PVA膜吸附分離重金屬離子效果良好，完全無毒環(huán)保，可循環(huán)利用，是一種綠色高效的水處理材料，是未來重金屬捕集材料的發(fā)展方向。
【關(guān)鍵詞】：二硫代氨基甲酸鹽 殼聚糖 重金屬 螯合 吸附
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：X703;O658
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目錄6-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 重金屬廢水危害與污染現(xiàn)狀9
• 1.2 常用的廢水中重金屬離子分離方法9-12
• 1.2.1 化學(xué)沉淀分離法9-10
• 1.2.2 浮選分離法10
• 1.2.3 膜分離法10-11
• 1.2.4 離子交換分離法11
• 1.2.5 電化學(xué)分離方法11
• 1.2.6 吸附分離法11-12
• 1.3 重金屬捕集劑處理重金屬廢水的研究12-14
• 1.3.1 DTC 有機(jī)硫類重金屬捕集劑的研究進(jìn)展13-14
• 1.3.2 其它有機(jī)硫類重金屬捕集劑的研究進(jìn)展14
• 1.4 天然產(chǎn)物作為重金屬捕集劑的研究14-17
• 1.4.1 殼聚糖作為重金屬捕集劑的研究進(jìn)展15-16
• 1.4.2 DTC 改性殼聚糖重金屬捕集劑的研究進(jìn)展16-17
• 1.5 立題依據(jù)與主要研究內(nèi)容17-18
• 第二章 DTCT 重金屬捕集劑的制備與應(yīng)用18-31
• 2.1 引言18
• 2.2 實驗部分18-20
• 2.2.1 實驗主要儀器及藥品18-19
• 2.2.2 DTCT 重金屬捕集劑的制備方法19-20
• 2.2.3 紫外表征20
• 2.2.4 儲備液的配制20
• 2.2.5 DTCT 對銅離子和鎘離子的捕集實驗20
• 2.2.6 銅離子和鎘離子的濃度檢測方法20
• 2.3 DTCT 重金屬捕集劑的制備條件優(yōu)化與表征20-23
• 2.3.1 正交試驗法優(yōu)化 DTCT 的大分子骨架的合成條件20-21
• 2.3.2 NaOH 的用量對 DTC 基團(tuán)合成的影響21-22
• 2.3.3 反應(yīng)溫度對 DTC 基團(tuán)合成的影響22
• 2.3.4 DTCT 的紫外分析22-23
• 2.4 DTCT 處理含銅廢水的研究23-27
• 2.4.1 銅離子標(biāo)準(zhǔn)曲線23
• 2.4.2 DTCT 用量對 Cu~(2+)去除率的影響23-24
• 2.4.3 pH 對 Cu~(2+)去除率的影響24-25
• 2.4.4 反應(yīng)時間對 Cu~(2+)去除率的影響25
• 2.4.5 DTCT-Cu 的螯合沉淀物的穩(wěn)定性分析25-26
• 2.4.6 自制 DTCT 與商品化 MCP 捕集 Cu~(2+)的效果比較26-27
• 2.5 DTCT 處理含鎘廢水的研究27-29
• 2.5.1 鎘離子標(biāo)準(zhǔn)曲線27
• 2.5.2 影響廢水中鎘離子去除率的因素研究27-28
• 2.5.3 DTCT 處理實際電鍍廢水的應(yīng)用28-29
• 2.6 DTCT 捕集銅離子和鎘離子的機(jī)理分析29-30
• 2.7 本章小結(jié)30-31
• 第三章 DTC 改性殼聚糖重金屬捕集劑(DTC-CS)的制備與應(yīng)用31-42
• 3.1 引言31
• 3.2 實驗部分31-33
• 3.2.1 實驗主要儀器與藥品31-32
• 3.2.2 粗殼聚糖的提純32
• 3.2.3 DTC-CS 的合成32
• 3.2.4 殼聚糖粘度的測定32
• 3.2.5 殼聚糖脫乙酰度的測定32-33
• 3.2.6 結(jié)構(gòu)表征33
• 3.2.7 DTC-CS 捕集銅離子的實驗33
• 3.3 合成 DTC-CS 的反應(yīng)介質(zhì)的選擇33
• 3.4 殼聚糖物理特性的研究33-35
• 3.4.1 殼聚糖分子量的計算33-34
• 3.4.2 殼聚糖脫乙酰度的測定分析34-35
• 3.5 結(jié)構(gòu)表征35-38
• 3.5.1 殼聚糖與 DTC-CS 的元素分析35
• 3.5.2 殼聚糖與 DTC-CS 的紅外圖譜分析35-36
• 3.5.3 殼聚糖和 DTC-CS 的 X 射線衍射分析36-37
• 3.5.4 殼聚糖和 DTC-CS 的熱重分析37-38
• 3.6 DTC-CS 處理含銅和含鎘廢水的研究38-40
• 3.6.1 DTC-CS 用量與 Cu~(2+)、Cd~(2+)的去除率關(guān)系38
• 3.6.2 pH 對 Cu~(2+)、Cd~(2+)去除率的影響38-39
• 3.6.3 反應(yīng)時間對 Cu~(2+)、Cd~(2+)去除率的影響39-40
• 3.7 DTC-CS 的脫附回收實驗40-41
• 3.8 本章小結(jié)41-42
• 第四章 殼聚糖-聚乙烯醇吸附膜(CS-PVA)的制備與應(yīng)用42-53
• 4.1 引言42
• 4.2 實驗部分42-45
• 4.2.1 實驗主要儀器與藥品42-43
• 4.2.2 殼聚糖-聚乙烯醇吸附膜的制備方法43
• 4.2.3 結(jié)構(gòu)與形態(tài)表征43-44
• 4.2.4 吸附和脫附實驗44
• 4.2.5 溶脹度的測試44
• 4.2.6 去除率、脫附率和溶脹度的計算方法44-45
• 4.3 結(jié)果與討論45-52
• 4.3.1 溶脹度的測定45-46
• 4.3.2 SEM 分析46-47
• 4.3.3 FT-IR 分析47
• 4.3.4 M2 和 M5 膜吸附鎘離子效果對比47-48
• 4.3.5 吸附時間對 Cu~(2+)、Cd~(2+)去除率的影響48-49
• 4.3.6 溶液 pH 對 Cu~(2+)、Cd~(2+)去除率的影響49-50
• 4.3.7 吸附劑加入量對 Cu~(2+)、Cd~(2+)去除率的影響50-51
• 4.3.8 Cu~(2+)、Cd~(2+)的回收與膜的再生51-52
• 4.4 本章結(jié)論52-53
• 總結(jié)與展望53-55
• 致謝55-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 附錄： 作者在攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文60

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 祝二斌;辛梅華;李明春;林佳福;;殼聚糖/聚乙烯醇共混膜的氫鍵和相容性[J];化工進(jìn)展;2012年05期

  本文關(guān)鍵詞：重金屬捕集劑的制備與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：385288