聚吡咯/玉米棒芯海绵吸附剂的制备及水中Cr（Ⅵ）去除研究
发布时间：2021-07-20 05:42
玉米棒芯作为天然可再生资源的纤维类高分子聚合物,具有天然微纳结构,具有网络薄片层堆积成的疏松多孔状结构的表面形貌,表面含有一定数目可作为吸附位点络合金属离子的活性基团;高分子材料聚吡咯（PPy）无毒、性质稳定,且能够选择性的吸附溶液中的Cr（Ⅵ）。本文用聚吡咯对玉米棒芯进行改性,制得吸附剂,并研究该吸附剂对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能。本实验通过FeCl3氧化法制得聚吡咯,并用聚吡咯对天然玉米棒芯进行原位改性,制得聚吡咯改性玉米棒芯吸附剂。通过SEM、XPS、FT-IR等分析手段对吸附剂进行表征,观察了吸附剂的表面形貌、分析了吸附剂元素组成及物相组成,结果证明可以用聚吡咯成功的改性玉米棒芯制得吸附剂。通过对吸附剂制备条件的分析实验,确定了吸附剂的最佳制备条件为玉米棒芯粒径≯5mm,吡咯单体与玉米棒芯质量比为1:1,FeCl3与吡咯单体的摩尔比为1:1。将制得的吸附剂用于水中Cr（Ⅵ）的吸附实验,通过静态吸附试验考察了不同条件（如Cr（Ⅵ）溶液初始浓度、初始pH值、吸附平衡时间、温度及共存离子）对吸附剂去除水中Cr（Ⅵ）吸附性能的影响,对吸附条件进...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 含铬废水的处理技术
1.2.1 化学沉淀法
1.2.2 电化学法
1.2.3 离子交换法
1.2.4 生物法
1.2.5 吸附法
1.3 聚吡咯及其复合材料在水处理中的应用现状
1.3.1 聚吡咯的结构及性质
1.3.2 聚吡咯及其改性材料处理Cr(Ⅵ)废水的研究进展
1.4 纤维质吸附剂的研究动态与进展
1.4.1 玉米棒芯的组成及性质
1.4.2 改性纤维质的研究进展
1.5 本课题研究意义及内容
1.5.1 本课题研究的意义
1.5.2 本课题研究的内容
第2章 实验材料与方法
2.1 实验仪器及试剂
2.1.1 实验仪器
2.1.2 实验材料
2.2 吸附剂的表征方法
2.2.1 扫描电镜分析
2.2.2 X射线光电子能谱（XPS）
2.2.3 傅里叶红外光谱分析(FT-IR)
2.3 Cr(Ⅵ)的分析方法
2.4 吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究的实验方法
2.4.1 吸附剂的投加量对吸附效果的影响
2.4.2 pH值对吸附效果的影响
2.4.3 吸附时间对吸附效果的影响
2.4.4 Cr(Ⅵ)初始溶液浓度对吸附效果的影响
2.4.5 温度对吸附效果的影响
2.4.6 共存离子的影响
2.4.7 吸附剂的再生性能
2.5 实验数据整理与拟合
2.5.1 等温吸附的拟合方法
2.5.2 吸附动力学的拟合方法
2.5.3 吸附性能的计算方法
第3章 吸附剂的制备及其性能表征
3.1 引言
3.2 吸附剂的制备
3.2.1 聚吡咯的合成方法
3.2.2 吸附剂的制备过程
3.3 改性前后材料的宏观形貌
3.4 改性前后材料的微观表征
3.4.1 改性前后玉米棒芯的扫描电子显微镜（SEM）
3.4.2 改性前后玉米棒芯的傅里叶变换红外光谱(FT-IR)
3.4.3 聚吡咯改性玉米棒芯的X射线光电子能谱图
3.5 本章小结
第4章 吸附剂静态吸附去除水中Cr(Ⅵ)的性能研究
4.1 引言
4.2 吸附剂的制备条件的优化
4.2.1 玉米棒芯粒径的影响
4.2.2 玉米棒芯与吡咯单体的用量比例对Cr(Ⅵ)去除效果的影响
4.2.3 三氯化铁与吡咯单体的用量比例对Cr(Ⅵ)去除效果的影响
4.3 单因素吸附实验结果
4.3.1 吸附剂投加量对吸附效果的影响
4.3.2 初始pH对吸附效果的影响
4.3.3 初始Cr(Ⅵ)溶液浓度与接触时间对吸附性能的影响
4.3.4 温度的影响
4.4 吸附效能分析
4.4.1 吸附动力学特性
4.4.2 吸附等温模型
4.5 吸附机理分析
4.6 本章小结
第5章 吸附剂去除废水中Cr(Ⅵ)的可行性探究
5.1 引言
5.2 吸附剂的循环使用性能
5.2.1 吸附剂材料的脱附
5.2.2 吸附剂的再生
5.3 竞争吸附
5.4 工业废水模拟应用
5.5 吸附剂综合评价
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]改性柚皮对水溶液中Cr（Ⅵ）的吸附性能研究[J]. 向文英,张雪,李吉成. 安全与环境学报. 2016(02)
[2]中国玉米芯资源量估算及其开发利用[J]. 王红彦,张轩铭,王道龙,崔淳熙,高春雨,王磊,王亚静,毕于运. 中国农业资源与区划. 2016(01)
[3]油菜秸杆外壳对水溶液中六价铬的吸附作用[J]. 刘新,冷言冰,谷仕艳,张遵真. 中国环境科学. 2015(06)
[4]离子交换法处理含Cr（Ⅵ）废水研究进展[J]. 肖轲,徐夫元,降林华,段宁. 水处理技术. 2015(06)
[5]纤维素的改性及应用研究进展[J]. 罗成成,王晖,陈勇. 化工进展. 2015(03)
[6]改性木屑对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能[J]. 柳琴,郝林林,郑彤,王鹏. 环境工程学报. 2015(03)
[7]聚吡咯的合成及其电学性能[J]. 付长璟,李爽,赵伟玲,张佳. 黑龙江科技大学学报. 2014(06)
[8]钡盐沉淀法处理六价铬电镀废水[J]. 李航彬,钱波,黄聪聪,陈新才,张世新,刘祥虎. 电镀与涂饰. 2014(09)
[9]改性玉米芯吸附水中重金属离子的实验研究[J]. 陈良霞,陶红,宋晓锋,孙燕,杨致远. 水资源与水工程学报. 2013(06)
[10]改性玉米芯吸附柱处理含Cr6+废水的试验研究[J]. 李琛,葛红光,宋凤敏,刘智峰,刘瑾,王彦民. 水处理技术. 2013(10)
博士论文
[1]玉米秸秆的改性及其对六价铬离子吸附性能的研究[D]. 陈素红.山东大学 2012
硕士论文
[1]有机/无机复合纳米纤维的制备及性能研究[D]. 罗超.北京化工大学 2015
[2]聚吡咯及其复合纳米材料的可控制备和对六价铬吸附性质研究[D]. 力尚昆.吉林大学 2014
[3]微波辐射壳聚糖基吸附剂制备及去除水中六价铬性能研究[D]. 贺玉强.哈尔滨工业大学 2013
[4]含铬废水的电化学法处理研究[D]. 潘留明.武汉科技大学 2005
本文编号：3292251
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 含铬废水的处理技术
1.2.1 化学沉淀法
1.2.2 电化学法
1.2.3 离子交换法
1.2.4 生物法
1.2.5 吸附法
1.3 聚吡咯及其复合材料在水处理中的应用现状
1.3.1 聚吡咯的结构及性质
1.3.2 聚吡咯及其改性材料处理Cr(Ⅵ)废水的研究进展
1.4 纤维质吸附剂的研究动态与进展
1.4.1 玉米棒芯的组成及性质
1.4.2 改性纤维质的研究进展
1.5 本课题研究意义及内容
1.5.1 本课题研究的意义
1.5.2 本课题研究的内容
第2章 实验材料与方法
2.1 实验仪器及试剂
2.1.1 实验仪器
2.1.2 实验材料
2.2 吸附剂的表征方法
2.2.1 扫描电镜分析
2.2.2 X射线光电子能谱（XPS）
2.2.3 傅里叶红外光谱分析(FT-IR)
2.3 Cr(Ⅵ)的分析方法
2.4 吸附剂对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究的实验方法
2.4.1 吸附剂的投加量对吸附效果的影响
2.4.2 pH值对吸附效果的影响
2.4.3 吸附时间对吸附效果的影响
2.4.4 Cr(Ⅵ)初始溶液浓度对吸附效果的影响
2.4.5 温度对吸附效果的影响
2.4.6 共存离子的影响
2.4.7 吸附剂的再生性能
2.5 实验数据整理与拟合
2.5.1 等温吸附的拟合方法
2.5.2 吸附动力学的拟合方法
2.5.3 吸附性能的计算方法
第3章 吸附剂的制备及其性能表征
3.1 引言
3.2 吸附剂的制备
3.2.1 聚吡咯的合成方法
3.2.2 吸附剂的制备过程
3.3 改性前后材料的宏观形貌
3.4 改性前后材料的微观表征
3.4.1 改性前后玉米棒芯的扫描电子显微镜（SEM）
3.4.2 改性前后玉米棒芯的傅里叶变换红外光谱(FT-IR)
3.4.3 聚吡咯改性玉米棒芯的X射线光电子能谱图
3.5 本章小结
第4章 吸附剂静态吸附去除水中Cr(Ⅵ)的性能研究
4.1 引言
4.2 吸附剂的制备条件的优化
4.2.1 玉米棒芯粒径的影响
4.2.2 玉米棒芯与吡咯单体的用量比例对Cr(Ⅵ)去除效果的影响
4.2.3 三氯化铁与吡咯单体的用量比例对Cr(Ⅵ)去除效果的影响
4.3 单因素吸附实验结果
4.3.1 吸附剂投加量对吸附效果的影响
4.3.2 初始pH对吸附效果的影响
4.3.3 初始Cr(Ⅵ)溶液浓度与接触时间对吸附性能的影响
4.3.4 温度的影响
4.4 吸附效能分析
4.4.1 吸附动力学特性
4.4.2 吸附等温模型
4.5 吸附机理分析
4.6 本章小结
第5章 吸附剂去除废水中Cr(Ⅵ)的可行性探究
5.1 引言
5.2 吸附剂的循环使用性能
5.2.1 吸附剂材料的脱附
5.2.2 吸附剂的再生
5.3 竞争吸附
5.4 工业废水模拟应用
5.5 吸附剂综合评价
5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]改性柚皮对水溶液中Cr（Ⅵ）的吸附性能研究[J]. 向文英,张雪,李吉成. 安全与环境学报. 2016(02)
[2]中国玉米芯资源量估算及其开发利用[J]. 王红彦,张轩铭,王道龙,崔淳熙,高春雨,王磊,王亚静,毕于运. 中国农业资源与区划. 2016(01)
[3]油菜秸杆外壳对水溶液中六价铬的吸附作用[J]. 刘新,冷言冰,谷仕艳,张遵真. 中国环境科学. 2015(06)
[4]离子交换法处理含Cr（Ⅵ）废水研究进展[J]. 肖轲,徐夫元,降林华,段宁. 水处理技术. 2015(06)
[5]纤维素的改性及应用研究进展[J]. 罗成成,王晖,陈勇. 化工进展. 2015(03)
[6]改性木屑对水中Cr（Ⅵ）的吸附性能[J]. 柳琴,郝林林,郑彤,王鹏. 环境工程学报. 2015(03)
[7]聚吡咯的合成及其电学性能[J]. 付长璟,李爽,赵伟玲,张佳. 黑龙江科技大学学报. 2014(06)
[8]钡盐沉淀法处理六价铬电镀废水[J]. 李航彬,钱波,黄聪聪,陈新才,张世新,刘祥虎. 电镀与涂饰. 2014(09)
[9]改性玉米芯吸附水中重金属离子的实验研究[J]. 陈良霞,陶红,宋晓锋,孙燕,杨致远. 水资源与水工程学报. 2013(06)
[10]改性玉米芯吸附柱处理含Cr6+废水的试验研究[J]. 李琛,葛红光,宋凤敏,刘智峰,刘瑾,王彦民. 水处理技术. 2013(10)
博士论文
[1]玉米秸秆的改性及其对六价铬离子吸附性能的研究[D]. 陈素红.山东大学 2012
硕士论文
[1]有机/无机复合纳米纤维的制备及性能研究[D]. 罗超.北京化工大学 2015
[2]聚吡咯及其复合纳米材料的可控制备和对六价铬吸附性质研究[D]. 力尚昆.吉林大学 2014
[3]微波辐射壳聚糖基吸附剂制备及去除水中六价铬性能研究[D]. 贺玉强.哈尔滨工业大学 2013
[4]含铬废水的电化学法处理研究[D]. 潘留明.武汉科技大学 2005
本文编号：3292251
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