改性壳聚糖处理重金属及有机物混合废水实验研究

发布时间：2017-08-05 19:19

  本文关键词：改性壳聚糖处理重金属及有机物混合废水实验研究

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【摘要】：壳聚糖及其衍生物作为一种天然有机高分子,它兼具了絮凝、金属离子螯合、吸附等性能,是一种极具研究价值的水处理剂。在废水处理领域,尤以重金属离子的吸附及有机物的去除成为了众多研究中的热点。但是目前,在众多研究中壳聚糖类水处理剂往往针对的是单一性的重金属废水或者有机物废水的处理,与实际应用中排放出的废水成分不符。本文采用反相悬浮法和微波辐射法制备交联改性壳聚糖和接枝改性壳聚糖,然后考察了改性壳聚糖对Cu2+, Zn2+两种重金属离子和有机物共同存在的条件下的吸附性能。以甲醛为预交联剂,环氧氯丙烷为交联剂制得比表面积为1.762791m2/g,表面具有一定孔隙,与壳聚糖晶型结果相似的交联改性壳聚糖。在100m1,含有Cu2+、Zn2+各50mg/L, COD浓度为50mg/L的混合溶液中,对交联改性壳聚糖进行吸附振荡实验。实验结果表明,0.15g的交联改性壳聚糖在pH=6.0室温下吸附振荡5h,吸附剂的吸附性能最优。对Cu2+、Zn2+及有机物COD的吸附容量分别达到31.89mg/g、18.21mg/g和21.47mg/g。同时,有机物的含量也会影响吸附剂的吸附性能。当有机物浓度在100mg/L-10000mg/L的范围内,吸附剂对Zn2+和有机物存在竞争吸附关系,而对Cu2+的吸附则无任何影响。在有机物浓度为2500mg/L时,吸附剂的吸附性能相对最好,对Cu2+、Zn2+及有机物的去除率分别达到100%、59%和86%。在微波功率300W,加热温度为70℃的条件下,选用香草醛对壳聚糖进行接枝反应,制得扁片状、表面具有一定褶皱,比表面积为1.920447m2/g的接枝改性壳聚糖。实验确定了接枝改性壳聚糖的最佳吸附条件：pH=6.0,200mg接枝改性壳聚糖,室温下对100m1,含有Cu2+、Zn2+及有机物各50mg/L的混合溶液进行吸附振荡6h,其对Cu2+、Zn2+和有机物COD的吸附容量分别为25mg/g、10.53mg/g和21mg/g。在100mL,含有Cu2+,Zn2+50mg/L,有机物2000mg/L的混合溶液,150mg的接枝改性壳聚糖对其去除率最好,分别为100%,82%,88%。将壳聚糖、交联改性壳聚糖及接枝改性壳聚糖吸附性能进行对比,实验结论表明,交联改性壳聚糖和接枝改性壳聚糖对有机物的吸附性能明显优于壳聚糖,且接枝改性壳聚糖要优于交联改性壳聚糖。三者对Cu2+均具有较好的吸附性能,吸附容量分别为33.33mg/g、32.16 mg/g和33.07mg/g,这与BET分析结果相对应。而改性后的壳聚糖,可能由于改性后对Zn2+的吸附位点减少,使其吸附性能下降。
【关键词】：壳聚糖 改性 重金属离子 有机物
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O636.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-21
• 1.1 前言10
• 1.2 壳聚糖及其水处理机理10-14
• 1.2.1 壳聚糖10-11
• 1.2.2 壳聚糖在水处理中的吸附、絮凝机理11-14
• 1.3 壳聚糖的改性及应用研究14-18
• 1.3.1 壳聚糖的改性14-15
• 1.3.2 改性壳聚糖在废水处理中的应用15-18
• 1.4 本文研究的目的与内容18-21
• 1.4.1 研究目的18
• 1.4.2 研究意义18-19
• 1.4.3 研究内容19
• 1.4.4 技术路线图19-21
• 第2章 交联改性壳聚糖的制备及其水处理性能21-35
• 2.1 实验试剂和仪器21-22
• 2.1.1 实验试剂21
• 2.1.2 实验仪器21-22
• 2.2 实验方法22-25
• 2.2.1 交联改性壳聚糖的制备22-24
• 2.2.2 混合废水的制备24
• 2.2.3 样品性能表征24
• 2.2.4 样品中氨基含量的测定24-25
• 2.2.5 交联改性壳聚糖对模拟混合废水的静态吸附25
• 2.3 结果与讨论25-33
• 2.3.1 交联改性壳聚糖的表征分析25-28
• 2.3.2 交联改性壳聚糖对混合废水的静态吸附28-33
• 2.4 本章小结33-35
• 第3章 接枝改性壳聚糖的制备及其水处理性能35-47
• 3.1 实验试剂和仪器35-36
• 3.1.1 实验试剂35
• 3.1.2 实验仪器35-36
• 3.2 实验方法36-38
• 3.2.1 接枝改性壳聚糖的制备36
• 3.2.2 混合废水的制备36
• 3.2.3 样品性能表征36-37
• 3.2.4 样品中氨基含量的测定37
• 3.2.5 接枝改性壳聚糖对模拟混合废水的静态吸附37-38
• 3.3 结果与讨论38-45
• 3.3.1 香草醛改性壳聚糖的表征分析38-40
• 3.3.2 接枝改性壳聚糖对混合废水的静态吸附40-45
• 3.4 本章小结45-47
• 第4章 壳聚糖及两种改性壳聚糖水处理性能47-51
• 4.1 壳聚糖及两种改性壳聚糖水处理性能对比47-48
• 4.2 壳聚糖及两种改性壳聚糖表征对比48-49
• 4.2.1 SEM表征对比48-49
• 4.2.2 BET分析对比49
• 4.3 本章小结49-51
• 第5章 结论与展望51-53
• 5.1 结论51
• 5.2 展望51-53
• 参考文献53-57
• 在学研究成果57-58
• 致谢58

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本文编号：626517