可再生壳聚糖改性生物炭材料对Pb（Ⅱ）的吸附研究
发布时间：2021-03-31 11:23
改性生物炭及其在环境污染修复中的应用受到了越来越多研究者的关注。本文以毛竹为原料,通过热解制炭、KOH活化和氮化改性制备了可循环利用壳聚糖改性生物炭材料（CBC）,并系统的探究了壳聚糖改性生物炭材料吸附Pb（Ⅱ）的动力学、热力学和吸附机理,研究了相关边界条件对吸附过程的影响,并证实了CBC的循环利用、性能稳定性及其作为渗透性反应墙活性填料循环使用的可行性。首先制备活化毛竹生物炭,取毛竹在不同温度下炭化,然后再与KOH混合进行不同温度下的活化,以期获得最佳物理孔隙结构的活化生物炭。通过元素分析、FT-IR、BET以及SEM等检测手段发现,500℃炭化温度,活化碱炭比1:4、活化温度800℃是最佳制备工况,发现炭化过程有氧官能团会不断随着温度升高而脱除,KOH活化可以对毛竹炭造成物理结构方面的影响,提升孔容和比表面积。然后经氮化法改性,配置饱和壳聚糖醋酸溶液,往中加入戊二醛与活化毛竹炭,通过醛基的交联作用制备改性生物炭材料CBC。经过改性后,元素分析和FT-IR结果表明毛竹炭元素C/N比下降了11.9倍,改性后生物炭表面检测出现大量的胺基、羟基和C-O官能团,这些官能团是优良的重金属结合位...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
壳聚糖分子结构式
物理吸附作用会被抑制[32]。活化法可以直接且有效隙结构，故采用 KOH 活化和配位体改性的方法既能提升物理吸附择性专一吸附的目的，从而进整体提升改性基础上的重金属吸附的目的与主要内容目的利用生物质衍生物壳聚糖能够与重金属螯合、官能团丰富的特点，同时，通过 KOH 活化提升物理孔隙结构制备负载平台，然后利用行改性，修复地下水重金属污染，主要研究目标如下：在较大限度同时，制备廉价、高效生物炭基重金属吸附材料，评价生物炭的稳化、活化和吸附条件；针对壳聚糖的材料特性，利用化学手段实现脱附，从而实现吸附材料循环再生利用如图 1-2所示。
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文1.4.2 研究主要内容为研究制备生物炭基高效可再生重金属吸附材料的最佳条件，本课题以废弃浙江毛竹为研究对象，分别通过热解炭化、KOH 活化、壳聚糖和 EDTA二钠脱附等方法制备可循环使用的吸附剂填料，通过静态吸附实验、不同边界条件下吸附容量测试和等温吸附等实验方法测试其吸附性能，并通过吸附前表征分析与吸附动力学研究解释吸附机理，技术路线如图 1-3 所示，分为三个阶段：第一阶段是 KOH 活化实验，主要是探究最佳炭化、活化制备条件；第二阶段是壳聚糖改性实验，主要是成功将壳聚糖负载于毛竹炭上并证实 CBC 表面拥有良好的重金属结合位点；第三阶段是对 Pb（II）吸附特性和吸附能力再生，以验证制备材料的吸附容量和再生可行性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]富磷污泥生物炭去除水中Pb（Ⅱ）的特性研究[J]. 丁文川,杜勇,曾晓岚,刘任露. 环境化学. 2012(09)
[2]不同作物原料热裂解生物质炭对溶液中Cd2+和Pb2+的吸附特性[J]. 刘莹莹,秦海芝,李恋卿,潘根兴,张旭辉,郑金伟,韩晓君,俞欣研. 生态环境学报. 2012(01)
[3]生物炭载体的表面特征和挂膜性能研究[J]. 丁文川,曾晓岚,王永芳,杜勇,朱庆祥. 中国环境科学. 2011(09)
[4]生物炭的环境效应及其应用的研究进展[J]. 李力,刘娅,陆宇超,梁中耀,张鹏,孙红文. 环境化学. 2011(08)
[5]不同热解温度生物炭改良铅和镉污染土壤的研究[J]. 丁文川,朱庆祥,曾晓岚,吴丹,田秀美. 科技导报. 2011(14)
[6]新型壳聚糖用于地下水中Pb2+的吸附性能研究[J]. 徐慧,仵彦卿,刘预. 装备环境工程. 2010(05)
[7]活性炭吸附重金属离子的影响因素分析[J]. 徐啸,刘伯羽,邓正栋. 能源环境保护. 2010(02)
本文编号：3111351
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
壳聚糖分子结构式
物理吸附作用会被抑制[32]。活化法可以直接且有效隙结构，故采用 KOH 活化和配位体改性的方法既能提升物理吸附择性专一吸附的目的，从而进整体提升改性基础上的重金属吸附的目的与主要内容目的利用生物质衍生物壳聚糖能够与重金属螯合、官能团丰富的特点，同时，通过 KOH 活化提升物理孔隙结构制备负载平台，然后利用行改性，修复地下水重金属污染，主要研究目标如下：在较大限度同时，制备廉价、高效生物炭基重金属吸附材料，评价生物炭的稳化、活化和吸附条件；针对壳聚糖的材料特性，利用化学手段实现脱附，从而实现吸附材料循环再生利用如图 1-2所示。
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文1.4.2 研究主要内容为研究制备生物炭基高效可再生重金属吸附材料的最佳条件，本课题以废弃浙江毛竹为研究对象，分别通过热解炭化、KOH 活化、壳聚糖和 EDTA二钠脱附等方法制备可循环使用的吸附剂填料，通过静态吸附实验、不同边界条件下吸附容量测试和等温吸附等实验方法测试其吸附性能，并通过吸附前表征分析与吸附动力学研究解释吸附机理，技术路线如图 1-3 所示，分为三个阶段：第一阶段是 KOH 活化实验，主要是探究最佳炭化、活化制备条件；第二阶段是壳聚糖改性实验，主要是成功将壳聚糖负载于毛竹炭上并证实 CBC 表面拥有良好的重金属结合位点；第三阶段是对 Pb（II）吸附特性和吸附能力再生，以验证制备材料的吸附容量和再生可行性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]富磷污泥生物炭去除水中Pb（Ⅱ）的特性研究[J]. 丁文川,杜勇,曾晓岚,刘任露. 环境化学. 2012(09)
[2]不同作物原料热裂解生物质炭对溶液中Cd2+和Pb2+的吸附特性[J]. 刘莹莹,秦海芝,李恋卿,潘根兴,张旭辉,郑金伟,韩晓君,俞欣研. 生态环境学报. 2012(01)
[3]生物炭载体的表面特征和挂膜性能研究[J]. 丁文川,曾晓岚,王永芳,杜勇,朱庆祥. 中国环境科学. 2011(09)
[4]生物炭的环境效应及其应用的研究进展[J]. 李力,刘娅,陆宇超,梁中耀,张鹏,孙红文. 环境化学. 2011(08)
[5]不同热解温度生物炭改良铅和镉污染土壤的研究[J]. 丁文川,朱庆祥,曾晓岚,吴丹,田秀美. 科技导报. 2011(14)
[6]新型壳聚糖用于地下水中Pb2+的吸附性能研究[J]. 徐慧,仵彦卿,刘预. 装备环境工程. 2010(05)
[7]活性炭吸附重金属离子的影响因素分析[J]. 徐啸,刘伯羽,邓正栋. 能源环境保护. 2010(02)
本文编号：3111351
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