本文關(guān)鍵詞：納晶纖維素基吸附材料制備及吸附重金屬離子研究

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【摘要】：水體重金屬污染問題是目前環(huán)境污染的一個(gè)突出問題。重金屬污染的水體不僅會(huì)造成社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失,更會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和生命帶來巨大的威脅。因此選擇高效快速的重金屬脫除方法,提高水質(zhì)量是如今十分重要的一個(gè)研究方向。本文以微晶纖維素(MCC)為原料提取納晶纖維素(CNC),制備了羧基化納晶纖維素(CCN)以及基于羧基化納晶纖維素的復(fù)合材料吸附劑用于吸附水體中的Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)。本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:(1)用檸檬酸修飾納晶纖維素制備羧基化納晶纖維素吸附材料(CCN)。將得到的吸附劑用于魚露中Pb(Ⅱ)的吸附。考察了吸附時(shí)間、Pb(Ⅱ)初始濃度、溫度以及氯化鈉和氨基酸對(duì)CCN吸附魚露中Pb(Ⅱ)的影響。結(jié)果顯示,0.1 g CCN在氯化鈉和氨基酸存在的溶液中吸附500 mL、50 mg/L的Pb(Ⅱ)時(shí),吸附48 h后基本達(dá)到吸附平衡,Pb(Ⅱ)初始濃度為50 mg/L時(shí),實(shí)驗(yàn)平衡時(shí)最大吸附容量為149.59±2.33 mg/g。氯化鈉和谷氨酸對(duì)吸附效果均有抑制作用。CCN對(duì)Pb(Ⅱ)的吸附過程較符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir吸附等溫線,吸附過程是一個(gè)自發(fā)的、吸熱的反應(yīng)過程。(2)羧基化納晶纖維素與聚乙烯亞胺氨化制備得到羧基化納晶纖維素-聚乙烯亞胺吸附材料(CCN-PEI)。將得到的CCN-PEI用于吸附水溶液中的Cr(Ⅵ)�？疾炝宋綍r(shí)間、溶液pH值、Cr(Ⅵ)初始濃度和溫度等因素對(duì)CCN-PEI吸附性能的影響。0.005 g CCN-PEI吸附50 mL、100 mg/L的Cr(Ⅵ)在240 min后基本達(dá)到吸附平衡,最佳pH值為3,吸附平衡時(shí)CCN-PEI對(duì)Cr(Ⅵ)的最大吸附容量達(dá)到243.39±2.67mg/g。CCN-PEI對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附動(dòng)力學(xué)曲線較符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型;吸附過程符合Langmuir吸附等溫線方程;通過熱力學(xué)研究,初步確定CCN-PEI對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附過程是一個(gè)自發(fā)的放熱反應(yīng)。(3)將羧基化納晶纖維素包覆到四氧化三鐵制備得到羧基化納晶纖維素-四氧化三鐵磁性納米粒子(CCN-Fe_3O_4)。將制備的CCN-Fe_3O_4作為吸附材料用于水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附。考察了吸附時(shí)間、吸附劑用量、溶液pH值、Pb(Ⅱ)初始濃度和溫度等因素對(duì)CCN-Fe_3O_4吸附容量和Pb(Ⅱ)脫除率的影響。0.05 g CCN-Fe_3O_4吸附50 mL、50 mg/L的Pb(Ⅱ)在240 min后基本達(dá)到吸附平衡,最佳pH值為5,吸附平衡時(shí)CCN-Fe_3O_4對(duì)Pb(Ⅱ)的最大吸附容量達(dá)到49.35±0.38 mg/g,此時(shí)對(duì)Pb(Ⅱ)的脫除率可達(dá)98.69±0.76%。CCN-Fe_3O_4對(duì)Pb(Ⅱ)的吸附過程較好地符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir吸附等溫線,吸附過程是一個(gè)自發(fā)、吸熱的過程。(4)采用傅里葉紅外光譜(FT-IR)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)和多功能X射線光電子能譜(XPS)等表征方法,對(duì)制備得到的材料及吸附重金屬后的材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,結(jié)合吸附過程分析吸附材料吸附重金屬離子的機(jī)理。
【學(xué)位授予單位】：浙江海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X52;O647.3

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