采礦冶煉、電子電鍍等廢水中常見的銅、鉛、鎳等典型重金屬離子均易對生態(tài)環(huán)境和人類健康造成巨大危害和破壞。我國近年來重點開展了重金屬污染防治工作,但傳統(tǒng)的沉淀法、萃取法等易產(chǎn)生二次污染,而常規(guī)的離子交換與吸附法耐鹽性和選擇性差,因此亟需開發(fā)適于含鹽廢水中重金屬選擇性去除的高效吸附分離新材料新技術(shù)。本文設(shè)計制備了系列雙伯胺基螯合樹脂,并通過分析其對典型重金屬離子的單、雙組份靜態(tài)、動態(tài)吸附特性以及常見無機鹽的增強效應,證明了新型螯合樹脂吸附分離技術(shù)可有效解決含鹽廢水中重金屬資源化處理的難題。在氯甲基化聚苯乙烯樹脂骨架上通過5-氨基間苯二甲酸二甲酯分別引入乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺等多胺類化合物制得系列雙伯胺基螯合樹脂(依次為EDAA、EDTB和EDTC)。比表面積及孔結(jié)構(gòu)(PSD)、掃描電鏡(SEM)、元素分析(EA)、紅外光譜(FTIR)、X射線光電子能譜(XPS)等多種結(jié)構(gòu)表征結(jié)果證明制備成功,樹脂的含氮量高達11.24%～12.62%、功能基含量高達1.001～1.605mmol/g。Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的單組份體系中,系列雙伯胺基螯合樹脂的吸附等溫線均符合Langmu...

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 前言
    1.1 研究背景
        1.1.1 重金屬污染的來源、危害及現(xiàn)狀
        1.1.2 重金屬污染控制及資源回收技術(shù)的研究現(xiàn)狀及進展
            1.1.2.1 生物法
            1.1.2.2 化學法
            1.1.2.3 物理化學法
        1.1.3 多胺型螯合材料的研究現(xiàn)狀及進展
        1.1.4 固液吸附理論
            1.1.4.1 吸附等溫線
            1.1.4.2 吸附熱力學
            1.1.4.3 吸附動力學
            1.1.4.4 動態(tài)柱吸附
    1.2 研究意義、思路與內(nèi)容
        1.2.1 研究意義
        1.2.2 研究思路
        1.2.3 研究內(nèi)容
第二章 系列雙伯胺基螯合樹脂的設(shè)計制備及結(jié)構(gòu)表征
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗試劑和儀器
            2.2.1.1 實驗試劑
            2.2.1.2 實驗儀器
        2.2.2 系列雙伯胺基螯合樹脂的制備方法
            2.2.2.1 胺化反應
            2.2.2.2 酯胺解反應
        2.2.3 樹脂理化結(jié)構(gòu)表征
            2.2.3.1 比表面積及孔結(jié)構(gòu)表征方法(PSD)
            2.2.3.2 掃描電鏡(SEM)
            2.2.3.3 元素分析(EA)
            2.2.3.4 紅外光譜(FTIR)
            2.2.3.5 X射線光電子能譜(XPS)
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 PSD
        2.3.2 SEM
        2.3.3 EA
        2.3.4 FTIR
        2.3.5 XPS
    2.4 小結(jié)
第三章 雙伯胺基螯合樹脂對單組份重金屬離子的吸附特性與構(gòu)效關(guān)系
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗試劑和儀器
            3.2.1.1 實驗試劑
            3.2.1.2 實驗儀器
        3.2.2 實驗方法
            3.2.2.1 溶液pH值對吸附量的影響
            3.2.2.2 初始濃度和溫度對吸附量的影響實驗
            3.2.2.3 吸附動力學實驗
            3.2.2.4 動態(tài)柱吸附再生實驗
            3.2.2.5 樹脂與離子吸附作用前后理化結(jié)構(gòu)表征
        3.2.3 分析方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 溶液pH值對吸附量的影響
        3.3.2 等溫平衡吸附
        3.3.3 吸附熱力學
        3.3.4 吸附動力學
            3.3.4.1 重金屬離子種類對吸附動力學的影響
            3.3.4.2 溶液初始濃度對吸附動力學的影響
        3.3.5 動態(tài)柱吸附再生性能
            3.3.5.1 動態(tài)柱吸附性能
            3.3.5.2 樹脂再生性能
            3.3.5.3 多批次運行穩(wěn)定性
        3.3.6 樹脂與離子吸附作用前后理化結(jié)構(gòu)表征
            3.3.6.1 吸附作用前后PSD比較分析
            3.3.6.2 吸附作用前后SEM-EDS比較分析
            3.3.6.3 吸附作用前后FTIR比較分析
            3.3.6.4 吸附作用前后XPS比較分析
        3.3.7 構(gòu)效關(guān)系與作用機制
    3.4 小結(jié)
第四章 雙伯胺基螯合樹脂對雙組份重金屬離子的吸附分離特性與交互作用機制
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗試劑和儀器
        4.2.2 實驗方法
            4.2.2.1 雙組份等溫平衡吸附實驗
            4.2.2.2 雙組份吸附動力學實驗
            4.2.2.3 雙組份動態(tài)吸附再生實驗
        4.2.3 分析方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 雙組份吸附等溫線
            4.3.1.1 Cu(Ⅱ)/Pb(Ⅱ)體系
            4.3.1.2 Cu(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)體系
            4.3.1.3 Pb(Ⅱ)/Ni(Ⅱ)體系
            4.3.1.4 樹脂吸附選擇性
        4.3.2 雙組份吸附動力學
        4.3.3 雙組份動態(tài)柱吸附再生性能
        4.3.4 雙組份交互作用機制
    4.4 小結(jié)
第五章 共存鹽對雙伯胺基螯合樹脂吸附分離重金屬的過程影響與綜合機制
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗試劑和儀器
        5.2.2 實驗方法
            5.2.2.1 不同無機鹽影響實驗
            5.2.2.2 不同陽/陰離子影響實驗
            5.2.2.3 鹽共存條件下雙組份吸附動力學實驗
            5.2.2.4 鹽共存條件下雙組份選擇性吸附分離實驗
        5.2.3 分析方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 無機鹽對不同重金屬吸附影響規(guī)律
            5.3.1.1 Cu(Ⅱ)吸附影響規(guī)律
            5.3.1.2 Pb(Ⅱ)吸附影響規(guī)律
            5.3.1.3 Ni(Ⅱ)吸附影響規(guī)律
        5.3.2 陽離子影響規(guī)律
            5.3.2.1 NO3
-體系中陽離子對重金屬吸附影響規(guī)律
            5.3.2.2 Cl^-體系中陽離子對重金屬吸附影響規(guī)律
        5.3.3 陰離子影響規(guī)律
            5.3.3.1 Na⁺體系中陰離子對重金屬吸附影響情況
            5.3.3.2 Ca²⁺體系中陰離子對重金屬吸附影響情況
        5.3.4 鹽共存條件下雙組份吸附動力學性能
        5.3.5 鹽共存條件下雙組份選擇性吸附分離性能
        5.3.6 共存鹽對不同重金屬吸附的影響機制
    5.4 雙伯胺基螯合樹脂吸附分離重金屬的綜合機制
    5.5 小結(jié)
第六章 研究總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
附件 研究生期間的科研成果
致謝



本文編號：3766888

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