【摘要】：在城市生活垃圾的处理过程中会产生浓缩液,浓缩液中含有多种金属离子,如果直接排放,其中的重金属会对环境和人类健康产生明显危害,而处理浓缩液的成本比较高,如何去除浓缩液中的重金属成为关注的热点之一。本研究选择海藻酸钠作为载体,结合环境友好的聚乙烯亚胺和Fe(Ⅲ),通过溶胶-凝胶法、均相负载法、包埋法成功制备SA凝胶球、SA-PEI凝胶球、SA-PEI-Fe(Ⅲ)凝胶球三种吸附剂。以浓缩液中的重金属种类为依据,选择Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)为处理对象,通过静态吸附实验探讨对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附性能并对吸附剂进行再生实验,通过表征来深层次探讨该吸附剂的吸附机理,所得主要结论如下:(1)FTIR结果表明:PEI与Fe(Ⅲ)成功负载至海藻酸钠,三种凝胶球对Cu(Ⅱ)的吸附主要依靠羧基、羟基、胺基官能团,胺基和Fe(Ⅲ)为吸附Cr(Ⅵ)的活性位点;SEM可以观察到三种凝胶球表面粗糙且均拥有孔道结构,XRD证实Fe(Ⅲ)成功引入且并未被氧化。(2)静态吸附实验发现:三种凝胶球对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附均受pH影响较大,对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附最佳pH为5.5和2,SA凝胶球对Cr(Ⅵ)基本没有吸附效果,不受pH的影响;升高温度均利于Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)吸附的进行,SA凝胶球、SA-PEI凝胶球、SA-PEI-Fe(Ⅲ)凝胶球对Cu(Ⅱ)的最大吸附量分别为156.52mg/g、260.5mg/g和213.31mg/g,对Cr(Ⅵ)的最大吸附量为0.6mg/g、163.5mg/g和164.87mg/g;SA凝胶球对Cu(Ⅱ)的吸附以单层吸附为主,平衡时间9.5h,SA-PEI凝胶球对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附平衡时间为36h和13h,对Cu(Ⅱ)为多层吸附对Cr(Ⅵ)为单层吸附,SA-PEI-Fe(Ⅲ)凝胶球对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)均为多层吸附,平衡时间为45h和30h;SA-PEI和SA-PEI-Fe(Ⅲ)凝胶球处理Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)混合金属均有明显的协同效应,归因于离子电桥和静电屏蔽;无机阴离子会对Cu(Ⅱ)的吸附产生促进作用而阳离子促进对Cr(Ⅵ)的吸附;再生与循环利用实验证明SA-PEI和SA-PEI-Fe(Ⅲ)凝胶球有良好的重复利用性能。(3)三种凝胶球吸附性能和机理对比发现:在SA中引入PEI,使吸附界面上与Cu(Ⅱ)发生配位作用的官能团分布不均匀而诱导了多层吸附,继续引入Fe(Ⅲ)使吸附Cr(Ⅵ)的活性位点分布不均;引入PEI增强了对Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附性能,改善了SA凝胶球对Cr(Ⅵ)没有吸附性能的缺点,但是对低浓度的Cr(Ⅵ)吸附较差,继续引进Fe(Ⅲ)更进一步增强了对Cr(Ⅵ)的吸附,使SA-PEI-Fe(Ⅲ)凝胶球对任意浓度的Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)都有良好的吸附效果,更适合处理实际废水。(4)实际浓缩液中含有多种金属离子和无机离子,SA-PEI-Fe(Ⅲ)凝胶球在多种重金属离子和无机离子存在的情况下仍然对重金属Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)有良好的吸附效果;并用实际浓缩液进行实验,证实SA-PEI-Fe(Ⅲ)凝胶球在实际浓缩液中仍然对重金属有较好的吸附效果,为去除实际浓缩液中的重金属研究提供依据。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X703;O647.3;TQ427.26
【图文】：
海藻酸钠分子结构
蛋-盒结构
【参考文献】
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本文编号：
2726636
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