本文選題：γ-聚谷氨酸 + 重金屬��； 參考：《山東建筑大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著工業(yè)化和城鎮(zhèn)化步伐的快速推進(jìn),我國(guó)的重金屬污染問(wèn)題日益突出。各類采礦廢渣、電鍍廢水、冶金及金屬加工廢水的無(wú)序排放,使得重金屬污染事件層出不窮。我國(guó)的重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)居高不下,因而探尋可行的重金屬處理方法是有必要的。本論文研究了γ-聚谷氨酸(γ-PGA)對(duì)重金屬Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附效果及吸附特征。γ-PGA對(duì)Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cd~(2+)的最佳吸附pH分別為4、6和6;最佳吸附溫度都在15-20℃;吸附平衡時(shí)間在60min左右;對(duì)初始濃度為100mg/g的Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附量分別達(dá)到1158mg/g、1129mg/g和301mg/g,去除率分別為92.6%、90.3%和24.07%;吸附速率遵循Cu~(2+)Pb~(2+)Cd~(2+)。γ-PGA作為一種新型生物吸附劑,具有吸附容量大、吸附速率快、無(wú)二次污染等優(yōu)勢(shì)。但是γ-PGA易溶于水,不利于它對(duì)流動(dòng)環(huán)境下重金屬?gòu)U水進(jìn)行處理,也不利于它的重復(fù)利用,且吸附完成后的沉淀絮體易發(fā)生解吸,吸附穩(wěn)定性不佳。針對(duì)這些不足對(duì)γ-PGA進(jìn)行改性研究,既發(fā)揮其對(duì)重金屬的優(yōu)良吸附能力,又增強(qiáng)它在實(shí)際廢水處理中的實(shí)用性和穩(wěn)定性。將γ-PGA與明膠進(jìn)行交聯(lián),制備γ-PGA/明膠復(fù)合物。γ-PGA/明膠復(fù)合物對(duì)Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cd~(2+)的最佳吸附pH分別為4、6和6。相較Freundlich等溫方程,Langmuir等溫方程更加符合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),20℃時(shí)對(duì)Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附容量分別為234.44、199.80和82.78mg/g。相較偽一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型能更加精準(zhǔn)地符合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),吸附速率遵循Cu~(2+)Pb~(2+)Cd~(2+)。對(duì)100mg/L的Cu~(2+)、Pb~(2+)及Cd~(2+)的去除率分別達(dá)到96%、99%及45%左右。從紅外圖譜的對(duì)照可知反應(yīng)后COO—的量大大減少,表明γ-PGA中的-COOH在吸附過(guò)程中起主要作用,它可以絡(luò)合并固定游離的金屬離子。24h后3種金屬離子的自然解吸率只有0.12%、0.7%和1.9%,相較γ-PGA,γ-PGA/明膠復(fù)合物對(duì)Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附更加穩(wěn)定。在HCl洗脫條件下,Cu~(2+)、Pb~(2+)及Cd~(2+)的解吸率分別為78.05%,74.16%和77.24%,有利于重金屬的回收。經(jīng)吸附和洗脫后的γ-PGA/明膠可回收約65%,相比γ-PGA在機(jī)械強(qiáng)度上有了較大提升。將γ-PGA包覆在Fe_3O_4磁性納米顆粒表面,制備γ-PGA/Fe_3O_4磁性粒子。改性前后的掃描電鏡和紅外譜圖對(duì)照均表明,γ-PGA已經(jīng)成功涂層至Fe_3O_4的表面。在外界磁場(chǎng)下,γ-PGA/Fe_3O_4表現(xiàn)出良好的順磁性,利用此特性可實(shí)現(xiàn)γ-PGA/Fe_3O_4與溶液的高效分離。γ-PGA/Fe_3O_4對(duì)Pb~(2+)和Cd~(2+)的最佳吸附pH分別是5和6。相較Freundlich方程,Langmuir方程更加精確地符合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),20℃時(shí)Pb~(2+)和Cd~(2+)的吸附容量分別是27.90mg/g和13.45 mg/g。相較偽一級(jí)動(dòng)力學(xué),偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)更加貼近實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),Pb~(2+)的吸附速率大于Cd~(2+)。經(jīng)鹽酸解吸后,Pb~(2+)和Cd~(2+)的回收率分別達(dá)到94.33%和92.65%。而未添加解吸劑時(shí)24h后不發(fā)生解吸,說(shuō)明γ-PGA/Fe_3O_4吸附穩(wěn)定性好。經(jīng)一次吸附、解吸和再生周期之后,γ-PGA/Fe_3O_4的回收率達(dá)到98%左右,基本不發(fā)生損耗。對(duì)Pb~(2+)和Cd~(2+)的二次吸附量分別達(dá)到首次吸附量的83.4%和和72.6%,具備較高的循環(huán)利用潛能。
[Abstract]:The adsorption capacities of 緯 - PGA to Cu ~ ( 2 + ) , Pb ~ ( 2 + ) and Cd ~ ( 2 + ) were determined to be up to 115mg / g , 1129mg / g and 301mg / g respectively .

【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：X703

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本文編號(hào)：1770350