聚丙烯酸系聚合物凝胶材料的制备及其吸附重金属离子的研究

发布时间：2017-12-16 04:16

  本文关键词：聚丙烯酸系聚合物凝胶材料的制备及其吸附重金属离子的研究

  更多相关文章： 聚丙烯酸钠 复合凝胶 吸附 Pb~(2+) Cd~(2+)

【摘要】：重金属废水处理是当今世界所面临的一项严峻课题,吸附法因其具有吸附速率快、吸附容量大和操作简单等优势而在处理重金属废水领域得到了广泛应用。本文制备了三种基于丙烯酸钠的复合凝胶吸附剂,系统地研究了它们对水溶液中Pb2+、Cd2+等重金属离子的吸附性能,主要内容如下：1.采用分散聚合法制备了一系列的GO增强的聚丙烯酸钠复合凝胶材料P(AANa-co-AM)/GO,对样品进行了XRD、FT-IR、SEM和TGA表征及溶胀率和拉伸强度测试,并研究了P(AANa-co-AM)/GO对Pb2+和Cd2+的吸附性能。实验结果表明：1.0wt%GO的加入能有效提高共聚物复合凝胶的力学强度和对Pb2+、Cd2+的吸附率；当AANa:AM=1:1、MBA投加量为0.8wt%时所制备的P(AM-co-AANa)/GO的复合凝胶对Pb2+和Cd2+具有较优的吸附性能与合适的溶胀率(282.2 g/g)。P(AANa-co-AM)/GO对Pb2+和Cd2+分别在pH=4.0-5.0和4.5-6.0具有较好的吸附效果；Mg2+、Ca2+的存在对Cd2+的吸附影响较显著；P(AANa-co-AM)/GO对Pb2+和Cd2+的吸附动力学符合准二级动力学模型,P(AANa-co-AM)/GO对Pb2+和Cd2+的吸附等温线符合Langmuir模型,298K下对Pb2+和Cd2+的最大吸附量分别为452.25和196.38 mg/g。P(AANa-co-AM)/GO凝胶吸附剂可实现4次以上有效重复利用。采用EDS和XPS表征分析了P(AANa-co-AM)/GO对Pb2+和Cd2+的吸附机理；P(AANa-co-AM)/GO对80 mg/L的Pb2+模拟废水具有较好的柱吸附效果,可有效净化含Pb2+废水并实现吸附剂的原位再生。2.采用反相悬浮聚合法制备了粒状交联聚丙烯酸钠凝胶(gc-PAANa),对gc-PAANa样品进行了SEM、FT-IR和TGA等表征和吸水率测试,并将其用于对水溶液中Pb2+的吸附研究。结果表明：gc-PAANa具有较好的粒状微孔结构,平衡溶胀率为71.6g/g; gc-PAANa在pH=3.0-5.0时对Pb2+均具有较好的吸附效果,对浓度为200 mg/L的Pb2+的平衡吸附量可达到198.5 mg/g以上；PAANa对Pb2+的吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型,293 K下的最大吸附量为446.98 mg/g; gc-PAANa吸附剂可实现4次以上重复利用；采用XPS表征分析了gc-PAANa对Pb2。+的吸附机理.3.采用分散聚合法结合Ca2+表面交联制备了聚丙烯酸钠包覆的Fe304粒状磁性复合凝胶PAANa@Fe3O4,对样品进行了XRD、SEM、FT-IR和TGA等表征和磁分离效果测试,结果表明：PAANa@Fe3O4的粒径介于50-100pm,具有较好的磁响应性。以PAANa@Fe3O4为吸附剂研究了其对水溶液中Pb2+和Cd2+的吸附性能,结果表明PAANa@Fe3O4在pH=2-6范围内均具有较好的吸附性能,在pH=5.0和吸附剂投加量分别为1.0和1.6g/L的条件下Pb2+(200 mg/L)和Cd2+(100mg/L)的去除率分别达到99.87%和94.13%。PAANa@Fe3O4对Pb2+和Cd2+的吸附动力学符合准二级模型,吸附等温线符合Langmuir模型,对Pb2+和Cd2+的最大吸附量分别为427.93和288.58 mg/g。将PAANa@Fe3O4用于处理实际电解矿浆废水,发现能有效去除其中的Pb2+和Cd2+。
【学位授予单位】：吉首大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703;TQ427.26

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张帆;贺盛福;彭志远;彭晓春;;处理含铅废水的现状及研究进展[J];化学通报;2015年05期

2 Maryam Irani;Hanafi Ismail;Zulkifli Ahmad;Maohong Fan;;Synthesis of linear low-density polyethylene-g-poly(acrylic acid)-co-starch/organo-montmorillonite hydrogel composite as an adsorbent for removal of Pb(Ⅱ) from aqueous solutions[J];Journal of Environmental Sciences;2015年01期

3 邓景衡;余侃萍;肖国光;谢建国;;吸附法处理重金属废水研究进展[J];工业水处理;2014年11期

4 张帆;李菁;谭建华;王波;黄福;;吸附法处理重金属废水的研究进展[J];化工进展;2013年11期

5 熊道文;王合德;刘利军;贺前锋;;电絮凝法用于重金属废水处理研究进展[J];环境工程;2013年S1期

6 王代芝;郑美洁;;改性沸石处理含铅废水的试验研究[J];离子交换与吸附;2013年02期

7 鲁雪梅;熊鹰;张广之;;树脂在重金属水处理中的应用[J];北京大学学报(自然科学版);2012年06期

8 施薇;严素定;唐大平;;改性花生壳对Cu~(2+)的吸附[J];离子交换与吸附;2012年05期

9 杨津津;徐晓军;王刚;王盼;韩振宇;管堂珍;田蕊;;微电解絮凝耦合技术处理含重金属铅锌冶炼废水[J];中国有色金属学报;2012年07期

10 常军;富海涛;李成吾;李刚;左继成;;聚丙烯酸钠-腐植酸树脂的制备及其吸附Cr(Ⅵ)性能研究[J];电镀与精饰;2012年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 李晓丽;聚合物基新型复合吸附材料的制备及对水体中重金属污染物的吸附性能研究[D];兰州大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 蒋国民;高铁酸钾的制备及其处理含砷废水的研究[D];中南大学;2010年

2 雷光财;丙烯酸系高吸水性树脂微球多孔结构的形成/控制及成孔机理研究[D];厦门大学;2008年

3 张志;氧化—铁盐混凝一体法处理碱性含砷废水的研究[D];广东工业大学;2003年

，

本文编号：1294654