改性碳基吸附材料的制备及去除Pb（Ⅱ）研究

发布时间：2020-04-14 16:24

【摘要】：水是地球上生命延续的重要推动者之一。随着城市化的高速发展,与其一同发展的工业化也带来了严重的重金属污染,在这个倡导建设绿色化社会的时代,解决水污染的问题刻不容缓。铅是一种剧毒的重金属,可以从电池等各种来源引入水体。铅在饮用水中消费时会对公众健康构成风险,即使在生物积累的极低浓度下也是如此。碳基吸附剂作为一种易获取、表面性质良好的材料,被广泛应用于重金属的去除。本文拟通过对碳材料进行改性,制备出对重金属具有高效快速吸附能力的材料,以达到对水中污染物去除的目的。取得的研究成果如下:将3-氨基-1,2,4-三唑对羟基碳纳米管进行表面改性,并用于去除水中的Pb(Ⅱ)。材料的物理及化学性质使用SEM和FTIR进行表征。批量吸附实验结果表明改性材料在25 ℃、pH=6.6、接触时间为300 min时,吸附量高达209.05 mg/g。伪二阶模型适用于三种浓度下的动力学数据。等温线数据完美适用Freundlich模型解释。吸附剂经过5个循环依旧能有效的去除污染物。用4-氨基-3-肼基-5-巯基-1,2,4-三唑化学改性羟基碳纳米管,通过FTIR、SEM表征吸附剂。通过设计研究了pH、吸附剂用量、初始Pb(Ⅱ)浓度和温度对吸附效率的影响。吸附剂在最适条件为0.1 g/L吸附剂、pH=6.6和180 min时效果最佳。通过吸附动力学实现了对伪二级模型的适配。此外,还研究了不同温度下的各种吸附等温线模型。结果表明Freundlich等温线适合于这项工作中的三种吸附剂。此外,解吸研究表明,即使经过5次吸附-解吸循环,吸附剂依然具有良好的再生能力。开发了一种新的合成方法,用甘蔗渣生产铁锰-生物炭复合材料。FTIR、XRD、VSM和SEM用于分析复合吸附剂的物理和化学性质。采用分批吸附实验研究了铁锰-生物炭对Pb(Ⅱ)的吸附行为。伪二阶动力学方程和Langmuir等温模型更好地拟合实验数据。热力学分析表明,吸附过程是自发的和吸热的。在25 ℃、pH=6.6和240 min时观察到改性生物炭的最大吸附量容量为155.49 mg/g。吸附后的铁锰-生物炭可以有效再生。
【图文】：

人为来源的重金属如何重新分布的流程图

改性碳基吸附材料的制备及去除Pb（Ⅱ）研究

农业废弃物作为低成本吸附剂Fig.1-2Agriculturalwastepeelsaslow-costadsorbents
【学位授予单位】：西华师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O647.3;X703

【参考文献】