進(jìn)入生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的重金屬超過環(huán)境容量時(shí)會引發(fā)生態(tài)損害或環(huán)境污染。將生物質(zhì)引入環(huán)境功能材料水凝膠制備,充分利用木質(zhì)素基豐富的-COOH、-OH、C=O等官能團(tuán),提升重金屬離子的吸附功能,有助于重金屬污染治理。本研究利用提取廢次桑枝的木質(zhì)素,采用接枝插層制備木質(zhì)素基水凝膠(簡稱水凝膠),開展水凝膠吸附模擬工業(yè)廢水及土壤中重金屬離子的研究,為環(huán)境功能材料水凝膠的制備及其在重金屬污染治理的應(yīng)用提供理論支撐。為制備獲得性能優(yōu)異的水凝膠,本文以Mn²⁺吸附量為評價(jià)指標(biāo),選取木質(zhì)素質(zhì)量、蒙脫土質(zhì)量、交聯(lián)劑質(zhì)量為考察因素,利用均勻設(shè)計(jì)法優(yōu)化獲得制備水凝膠的適宜配比;通過SEM和FTIR分析制備水凝膠形貌及物相結(jié)構(gòu),檢測水凝膠溶脹率、保水率,開展水凝膠吸附性能及其對電鍍廢水中Ni²⁺的吸附應(yīng)用,推測水凝膠接枝插層制備機(jī)理。為探明木質(zhì)素基水凝膠對水體中重金屬離子的吸附及作用機(jī)制,基于水凝膠對模擬廢水中Mn²⁺和Pb²⁺的吸附時(shí)間、溫度、溶液pH值等因素探討,開展等溫線和熱力學(xué)研究,探究水凝膠吸附Mn²⁺

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 重金屬污染及治理現(xiàn)狀
        1.1.1 重金屬污染來源及其危害
        1.1.2 我國重金屬污染治理相關(guān)政策
        1.1.3 我國重金屬污染現(xiàn)狀
        1.1.4 重金屬污染治理技術(shù)
    1.2 水凝膠性能及其制備
        1.2.1 水凝膠性能
        1.2.2 水凝膠制備方法
        1.2.3 水凝膠應(yīng)用現(xiàn)狀
    1.3 木質(zhì)素基水凝膠優(yōu)勢
        1.3.1 木質(zhì)素結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
        1.3.2 木質(zhì)素基水凝膠應(yīng)用于環(huán)境污染治理的優(yōu)勢
    1.4 研究內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)
        1.4.1 研究內(nèi)容
        1.4.2 創(chuàng)新點(diǎn)
        1.4.3 技術(shù)路線圖
第2章 接枝插層制備木質(zhì)素基水凝膠
    2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        2.1.1 材料與儀器
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)原理
        2.1.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法
    2.2 影響木質(zhì)素基水凝膠制備的因素探討
        2.2.1 交聯(lián)劑質(zhì)量對制備水凝膠的吸附性能影響
        2.2.2 木質(zhì)素質(zhì)量對制備水凝膠的吸附性能影響
        2.2.3 蒙脫土質(zhì)量對制備水凝膠的吸附性能影響
    2.3 均勻設(shè)計(jì)法優(yōu)化適宜組分
        2.3.1 模型構(gòu)建
        2.3.2 模型驗(yàn)證
        2.3.3 組分間交互作用解析
    2.4 木質(zhì)素基水凝膠形貌與結(jié)構(gòu)分析
        2.4.1 FTIR分析
        2.4.2 SEM分析
    2.5 木質(zhì)素基水凝膠性能分析
        2.5.1 木質(zhì)素基水凝膠溶脹率和保水率
        2.5.2 木質(zhì)素基水凝膠對Mn²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺的吸附影響
        2.5.3 木質(zhì)素基水凝膠對電鍍廢水中Ni2+的吸附
    2.6 木質(zhì)素基水凝膠制備過程解析
    2.7 本章小結(jié)
第3章 木質(zhì)素基水凝膠對水體重金屬離子的吸附研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.1.1 材料與儀器
        3.1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法
    3.2 木質(zhì)素基水凝膠吸附重金屬離子的影響因素研究
        3.2.1 溶液pH值對水凝膠吸附重金屬離子的影響
        3.2.2 不同溫度下水凝膠吸附不同初始濃度重金屬離子的比較
        3.2.3 水凝膠對重金屬離子吸附隨不同時(shí)間的變化
    3.3 木質(zhì)素基水凝膠吸附重金屬離子的等溫吸附特性研究
        3.3.1 等溫吸附模型構(gòu)建
        3.3.2 等溫吸附模型線性擬合
        3.3.3 水凝膠對Mn²⁺的等溫吸附特性
        3.3.4 水凝膠對Pb²⁺的等溫吸附特性
    3.4 木質(zhì)素基水凝膠吸附重金屬離子的熱力學(xué)研究
        3.4.1 熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算
        3.4.2 熱力學(xué)參數(shù)分析
        3.4.3 吸附作用解析
    3.5 木質(zhì)素基水凝膠吸附重金屬離子的動力學(xué)研究
        3.5.1 模型選用
        3.5.2 線性擬合
        3.5.3 參數(shù)解析
    3.6 重金屬離子的顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型
        3.6.1 顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型構(gòu)建
        3.6.2 重金屬離子的擴(kuò)散過程分析
    3.7 木質(zhì)素基水凝膠吸附作用及過程解析
    3.8 本章小結(jié)
第4章 水凝膠淋洗液對重金屬污染土壤修復(fù)研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.1.1 材料與儀器
        4.1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法
    4.2 水凝膠淋洗液淋洗條件優(yōu)化研究
        4.2.1 不同體積濃度的水凝膠淋洗液對重金屬去除率的影響
        4.2.2 不同pH值的水凝膠淋洗液對重金屬去除率的影響
        4.2.3 不同淋洗時(shí)間對水凝膠淋洗液淋洗重金屬去除率的影響
    4.3 土壤中重金屬形態(tài)變化
        4.3.1 水凝膠淋洗液對土壤中Mn形態(tài)變化的影響
        4.3.2 水凝膠淋洗液對土壤中Cu形態(tài)變化的影響
        4.3.3 水凝膠淋洗液對土壤中Cd形態(tài)變化的影響
        4.3.4 水凝膠淋洗液對土壤中Mn、Cu、Cd各形態(tài)去除率分析
    4.4 淋洗解吸動力學(xué)分析
        4.4.1 模型選擇
        4.4.2 數(shù)據(jù)擬合
        4.4.3 動力學(xué)機(jī)制解析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間科研成果與參與課題情況



本文編號：3760624