改性壳聚糖及其对重金属废水吸附性能的研究

发布时间：2017-03-22 20:12

  本文关键词：改性壳聚糖及其对重金属废水吸附性能的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着经济的快速发展,染料、医药、冶炼、电解电镀等企业会排放出大量的含重金属离子的废水,这些重金属离子不易被分解,能通过多种途径对人类的生存环境造成严重的威胁。对废水中重金属离子的处理已经引起了国内外研究工作者的关注。常见处理废水中的重金属离子的方法有化学沉淀法、吸附法、氧化还原法、离子交换法等等。其中吸附法由于具有高效、生产成本低、不易造成二次污染等优点被广泛应用于处理废水中的重金属离子。壳聚糖是一种天然的带正电荷的高分子化合物,它的分子结构中存在大量的游离的氨基和羟基,可以与废水中的Hg2+、Ni2+、Pb2+、Cd2+、Cu2+等重金属离子发生螯合吸附反应,生成稳定的化合物。壳聚糖具有酸溶性的缺点,导致它在处理重金属废水的范围受限,在利用壳聚糖对重金离子进行吸附时往往会对壳聚糖分子进行交联反应,以增加其耐酸性。然而交联后的壳聚糖分子会降低其吸附性能,所以接枝一些官能团以保正它有较高的吸附性能。本文通过利用环氧氯丙烷壳聚糖进行交联、用硫脲进行接枝以提高壳聚糖的耐酸溶性的高的吸附性能,并用此改性后的壳聚糖对铜离子进行了静态吸附,实验结果表明:在一定条件下,改性壳聚糖对水溶液中铜离子的吸附量随着温度的升高而增大,随着PH值的增大而增大;随着吸附剂的投加量的增加,单位质量吸附剂对Cu2+的平衡吸附量均下降。本文利用上述改性壳聚糖对铜离子吸附热力学动力学分析的进行了新工作。实验结果表明:在吸附热力学方面,吸附反应过程符合Langmuir等温吸附过程、Freundlich等温吸附过程,通过实验数据拟合出了各吸附的等温吸附方程及饱和吸附量:在298K、308K、318K的饱和吸附量分别为24.21mg/g、25.13mg/g、27.50mg/g;在动力学方面,吸附反应数据符合Langergren一级吸附速率方程式、二级吸附速率方程式与Weber-Morris方程。用壳聚糖吸附处理含重金属离子Zn2+、Cu2+、Ni2+的水溶液研究发现,在不调节PH值的条件下,壳聚糖对Cu2+的去除率可达到100%,并且对Cu2+的吸附明显优于其他两种重金属离子,吸附优先性顺序为:Cu2+Zn2+Ni2+。
【关键词】：壳聚糖 重金属离子 改性 吸附 优先性
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O636;X703
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-23
• 1.1 重金属废水的来源与危害9-13
• 1.1.1 重金属废水的来源9-10
• 1.1.2 重金属废水的危害10-11
• 1.1.3 我国地表水环境保护标准11-13
• 1.2 重金属废水的处理方法13-17
• 1.2.1 生物法13
• 1.2.2 氧化还原法13
• 1.2.3 化学沉淀法13-14
• 1.2.4 膜分离法14
• 1.2.5 离子交换法14
• 1.2.6 吸附法14-16
• 1.2.7 絮凝沉降法16-17
• 1.3 壳聚糖的基本结构与性质17-22
• 1.3.1 壳聚糖的结构17-18
• 1.3.2 改性壳聚糖处理重金属废水的研究进展18-22
• 1.4 本论文的研究内容22-23
• 第2章 改性壳聚糖的制备23-27
• 2.1 仪器与试剂23-24
• 2.1.1 实验试剂23
• 2.1.2 实验仪器23-24
• 2.2 壳聚糖改性物的制备24-25
• 2.2.1 改性壳聚糖的制备24
• 2.2.2 可行性分析24-25
• 2.3 实验分析方法25-27
• 2.3.1 实验试剂25-26
• 2.3.2 工作曲线的绘制26-27
• 第3章 改性壳聚糖对Cu（II）的吸附性能研究27-40
• 3.1 改性与未改性的壳聚糖红外性能27-28
• 3.2 投加量对吸附的影响28-29
• 3.3 PH值对吸附的影响29-30
• 3.4 时间对吸附的影响30-31
• 3.5 初始浓度对吸附的影响31
• 3.6 吸附动力学和吸附热力学研究31-39
• 3.6.1 改性壳聚糖吸附过程31-33
• 3.6.2 吸附动力学33-36
• 3.6.3 吸附等温线36-39
• 3.7 小结39-40
• 第4章 壳聚糖对重金属离子吸附的优先性研究40-49
• 4.1 实验仪器及试剂40-41
• 4.1.1 实验仪器40
• 4.1.2 实验试剂40-41
• 4.2 标准曲线的绘制41-42
• 4.3 壳聚糖对铜、镍、锌共存的水溶液吸附性能研究42-45
• 4.3.1 溶液的配置43
• 4.3.2 吸附实验及其分析43-45
• 4.4 壳聚糖吸附湘潭钢铁厂硫酸废水45-48
• 4.4.1 硫酸废水中重金属离子含量的检测45-47
• 4.4.2 壳聚糖处理硫酸废水47-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第5章 小结与建议49-51
• 参考文献51-54
• 致谢54-55
• 个人简历55

【参考文献】

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本文编号：262143