環(huán)境污染是人類在生存和發(fā)展中面臨的嚴(yán)峻事實(shí)，水污染和生物體污染是環(huán)境污染的兩個(gè)主要方面，污染物分析與處理研究，尤其是廢水處理和重金屬分析方法的研究是重要的研究課題。本工作分為兩篇，上篇主要研究含銅廢水的絮凝處理和水中重金屬鎘(Ⅱ)的回收，下篇討論中成藥及生物樣品中汞、鉛、砷、銅的分析方法。 上篇研究闡明了殼聚糖絮凝處理高濃度含銅有機(jī)廢水的機(jī)理，殼聚糖與硫酸鋁絮凝效果對(duì)比，測定了殼聚糖的離解平衡常數(shù)，接著研究了多孔性殼聚糖及交聯(lián)衍生物凝膠小球的制備，吸附Cd(Ⅱ)性能和吸附機(jī)理，可以得到以下幾個(gè)結(jié)論： 1．研究了殼聚糖絮凝處理高濃度含銅有機(jī)廢水，絮凝效果取決于殼聚糖的用量及廢水pH，與攪拌時(shí)間無關(guān)，合適pH值為5.5～6.5，殼聚糖的最佳用量與廢水的化學(xué)需氧量及濁度有關(guān)。殼聚糖能絡(luò)合、吸附去除廢水中大量的銅，殼聚糖絮凝劑除濁效果好，沉淀速度快，濁度去除率達(dá)到98％以上。因廢水中含大量水溶性的有機(jī)物，化學(xué)需氧量去除率低。常規(guī)無機(jī)絮凝劑硫酸鋁處理有機(jī)廢水，鋁鹽絮凝最佳pH值為6.5，理想范圍6.0～7.0，除濁效果顯著。對(duì)照實(shí)驗(yàn)表明，硫酸鋁絮凝劑用量大，不能除去廢水中的有毒銅離子，殼聚糖絮凝效果明顯優(yōu)于無機(jī)絮凝劑Al_2(SO_4)_3。殼聚糖絮凝后形成大片顆粒沉淀，中間夾雜著分散相，殼聚糖具有陽離子絮凝劑的性質(zhì)，殼聚糖絮凝有機(jī)廢水的機(jī)理是，殼聚糖所帶正電與溶液懸浮質(zhì)所帶負(fù)電之間的靜電引力。 2．用電位滴定法研究了水溶液中殼聚糖的離解平衡常數(shù)，可用Katchalsky's方程描述，殼聚糖的pKa與溶液中離子強(qiáng)度及種類有關(guān)，其值分別為：6.170、6.382(0.1mol·L~(-1)NaCl)、6.390(0.1mol·L~(-1)KCl)、6.592(0.5mol·L~(-1)NaCl)、6.725(0.5mol·L~(-1)KCl)。pKa變化規(guī)律解釋了殼聚糖吸附金屬離子的鹽效應(yīng)。 3．粒徑1.6mm多孔性殼聚糖凝膠小球吸附Cd(Ⅱ)速度非�？�，4h基本達(dá)吸附平衡，吸附量258mg/g。Cd(Ⅱ)的吸附量隨溶液中KCl 濃度升高而增大，殼聚糖的，NHZ主要以CdCI:形式吸附Cd(ll)。用X 射線光電子光譜法測定殼聚糖和殼聚糖一Cd(H)絡(luò)合物表面C、O及N 原子的結(jié)合能及組成，研究了殼聚糖與鍋(H)的作用機(jī)理，氮原子的化 學(xué)位移表明氨基是吸附活性基團(tuán)，由化學(xué)分析和XPS得到參與吸附的 N/Cd值為1 .6，存在物理吸附和化學(xué)吸附，在化學(xué)吸附中兩個(gè)N與一 個(gè)Cd絡(luò)合。物理吸附和化學(xué)吸附綜合表現(xiàn)的結(jié)果使吸附等溫線具有階 梯式形狀。 4.戊二醛與殼聚糖交聯(lián)反應(yīng)條件溫和，實(shí)驗(yàn)表明，醛基與氨基物 質(zhì)的量之比為0.347，在200C下反應(yīng)3h，得到的交聯(lián)產(chǎn)物不溶于酸， 吸附量為121 mg/g，吸附劑用0.lmol幾HCI再生反復(fù)使用。多孔性殼 聚糖凝膠小球的氨基中存在~NH:活性點(diǎn)，是吸附Cd(H)和發(fā)生化學(xué)反 應(yīng)的活性中心。殼聚糖吸附Cd(H)過程的總速率取決于內(nèi)擴(kuò)散(孔擴(kuò) 散)過程。 5.控制反應(yīng)條件，反應(yīng)按設(shè)計(jì)方向進(jìn)行，交聯(lián)反應(yīng)分為兩步:① 環(huán)氧氯丙烷與殼聚糖物質(zhì)的量之比為0.75，反應(yīng)溫度300C，反應(yīng)時(shí)間 3h，環(huán)氧氯丙烷開環(huán)與殼聚糖一H:反應(yīng)，生成中間產(chǎn)物;②69中間產(chǎn) 物與lml多乙烯多胺在600C交聯(lián)sh，生成耐酸、可再生、吸附量 213mg/g的交聯(lián)殼聚糖衍生物。pH對(duì)Cd(ll)吸附量有很大影響，吸附 cd(H)的最佳pH為5.5一7.0，再生吸附劑的pH低于3.5。兩步交聯(lián)的 分子鏈較長，吸附劑吸附Cd(H)速度非常快，4h達(dá)到吸附平衡。固定 床吸附初步實(shí)驗(yàn)表明，交聯(lián)殼聚糖濕小球具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 在下篇中采用密封式壓力消解樣品，建立了原子吸收法測定中成藥 及生物樣品中重金屬的方法，乙炔一空氣火焰原子吸收法測銅，石墨爐 原子吸收法測定砷、鉛，冷原子吸收法測定汞。主要結(jié)論如下: 1.測定砷、鉛及銅時(shí)以l刃又03一HCIO;(4+l)為氧化劑處理樣 品，樣品消解完全，試劑用量少，待測元素?fù)p失小，空白值非常低， 制樣操作過程簡單，對(duì)環(huán)境污染小，消化方法通用性強(qiáng)。 2.采用高性能空心陰極燈電源和高性能砷空心陰極燈，光強(qiáng)度大 大增強(qiáng)，測定靈敏度提高。氯化把作為測砷基體改進(jìn)劑，顯著提高了 灰化溫度，增強(qiáng)了吸收信號(hào)，Pd濃度為100林留ml，砷的灰化溫度 12000C，原子化溫度26000C。對(duì)安宮牛黃丸中主要與砷共存的元素進(jìn) 行了干擾試驗(yàn)。選擇測砷分析線197.2nm，可以消除鋁對(duì)砷的干擾。 3.通過實(shí)驗(yàn)篩選出磷酸氫二錢作測鉛基體改進(jìn)劑，考察了基體改 進(jìn)劑用量、灰化溫度、原子化溫度以及干擾元素對(duì)測定鉛的影響，最 佳條件為每10ml溶液中加入4%的伽H;)ZHPO;2ml，鉛的灰化溫度 900OC，原子化溫度20O0oC，基本消除了基體干擾。 4.在各元素最佳測試條件下，測定了銅、砷、鉛，線性范圍0一 2.50林g/ml、o一300ng/ml、0一song/ml，檢測限sng/ml、3.75ng/ml、 1.sng/ml，靈敏度3ong/ml、9.3吧/ml、2.6ng/ml，回收率97%一 103%、95.7%、99.6%。建立的分析方法準(zhǔn)確度高，精密度好，方法簡 單、靈敏、切實(shí)可行。為我國中成藥中重金屬元素標(biāo)準(zhǔn)分析方法的建 立做了基礎(chǔ)研究工作。 5.以氫氣作載氣研究了各種實(shí)驗(yàn)條件對(duì)汞測定的影響。校正曲線 線性范圍0一70 09幾，靈敏度為0.9 09幾，檢出限為0.7p叭。消解 液組成H閃03+HZsO
【學(xué)位單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2001
【中圖分類】：X832
【部分圖文】：

這進(jìn)一步說明殼聚糖絮凝有機(jī)廢水的機(jī)理是靜電引力。實(shí)驗(yàn)證明，殼聚糖吸附水中CuZ’的量隨殼聚糖用量和pH增大而增大。圖4一2為在pH二6.07下，用3mll%殼聚糖處理廢水水樣1，靜置24h后下層淤泥的電鏡圖。圖4一2a分辨率為400pm，可以看出殼聚糖分子生成大片顆粒沉淀，沉淀速度很快，分辨率2協(xié)m的圖4一2b顯示了大片沉淀顆粒中包含的水中懸浮顆粒(圖4一Zb中小圓白點(diǎn))。圖4一2殼聚糖絮凝物的電鏡圖第12頁

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 齊江寧;胡廣林;龐京團(tuán);韓彬;黃維錢;;含朱砂口服中成藥中汞的生物利用性及安全性評(píng)價(jià)[J];時(shí)珍國醫(yī)國藥;2010年11期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 劉秉濤;殼聚糖復(fù)合劑在水處理中的凈化效能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 齊江寧;體外消化法應(yīng)用于含朱砂口服中成藥的安全性評(píng)價(jià)研究[D];海南大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2819661