去除环境水样中重金属离子及有机染料的固相萃取研究

发布时间：2020-06-10 10:45

【摘要】：随着当前社会科技水平和生活水平的不断提高,重金属和有机染料被广泛应用于采矿、冶金、制革、电镀和纺织印染等领域中,导致重金属和染料的环境污染,进而通过生物链进入生物体,危害人类生命健康。例如,Cr(VI)可引起机体DNA变性从而导致肺癌和鼻咽癌,有机染料可引起身体不适、神志不清等不良反应,而Pb(II)、Cd(II)、Hg(II)、Cu(II)和Ag(I)等重金属离子可严重损害人体大脑和神经系统。因此,本论文基于重金属离子和有机染料物理化学特性上,研制选择性好、性能优异的新型吸附材料作为固相萃取剂,探讨去除环境水样中重金属离子及有机染料的固相萃取行为,主要开展了以下三方面的工作:(1)成功合成HKUST-1,研究了其对Cr(III)的吸附行为,对影响Cr(III)去除效果的pH值、振荡时长、初始浓度、温度和共存离子干扰等因素进行了考察,并进一步研究了吸附动力学、热力学行为及吸附等温线。实验结果表明,该材料在pH 6.0时对Cr(III)有较好的吸附选择性,吸附过程遵循拟二级动力学模型和Langmuir等温方程式,属于自发吸热熵增过程。成功建立HKUST-1去除水溶液中Cr(III)的新方法。(2)利用水热法合成MoS_2黑色微球,研究了其对有机染料(亚甲基蓝和孔雀石绿)的吸附性能,优化了影响吸附的各参数(pH值、振荡时间、初始浓度、温度、洗脱和离子强度影响)。实验结果表明,MoS_2在较宽的pH(3.0~10.0)范围内能选择性快速定量吸附MB和LMG,吸附过程遵循拟二级动力学模型和Langmuir等温方程式,属于自发吸热熵增过程。成功开发出对水体系中亚甲基蓝和孔雀石绿具有较好选择性吸附去除的新技术。(3)本实验利用溶胶-凝胶法制备了MCM-41@SH,探讨了其对Pb(II)、Cd(II)、Hg(II)、Cu(II)和Ag(I)的吸附机理及其吸附去除特性,优化了影响吸附的各参数。实验结果表明,pH 6.0时MCM-41@SH对5种重金属离子具有良好选择性,吸附过程遵循拟二级动力学模型且属于自发吸热熵增过程,Pb(II)、Hg(II)和Cu(II)的吸附遵循Freundlich等温方程式,Cd(II)和Ag(I)的吸附遵循Langmuir等温方程式。成功开发出对水体系中5种重金属离子具有较好选择性吸附去除的新技术。
【图文】：

SEM图,数据卡片,晶面特征,纯相

材料在 2θ=11°(222)，13.8°(400)，14.6°(33(440)，24°(040)，29°(201)，44°(111)处出现 HKU应 Cu3(BTC)2晶体(222)，(400)，(331)，(422)，(333晶面特征峰。与 JCPDS 出示的数据卡片一致，显构[117, 118]，，说明合成了纯相的 HKUST-1 材料。征

SEM图,指纹区,宽峰,微球

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 5001214161820222426Transmittance(%)Wavenumber (cm-1)Mo-S509O-H图 3-1 MoS2的红外光谱图Fig. 3-1 FT-IR spectra of MoS2.知，指纹区 509 cm-1处出现 Mo-S 键的特征微球材料。3200-3600 cm-1处巨大宽峰是 O-H少量水分。
【学位授予单位】：湖北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O658.2;X832

【参考文献】