改性秸秆功能材料对水中染料及重金属的协同吸附研究

发布时间：2020-04-19 12:35

【摘要】：印染废水作为一种数量大、处理难度高的工业废水被广大研究者关注。印染废水需要处理大量不同种类、不同属性的污染物。因此,一种针对不同类型污染物的高效处理方法的研究迫在眉睫。与此同时,秸秆是一种产量较大生物质资源。但是由于大量的不当处理以及秸秆自身的一些特点,导致大量秸秆资源被浪费甚至成为一类污染源。而本文将通过柠檬酸以及丙烯酰胺对秸秆进行改性优化,针对高盐度的印染废水中的染料污染物以及重金属污染物进行吸附性能研究。1)通过柠檬酸与秸秆中纤维素上的羟基进行酯化反应,随后使丙烯酰胺与羟基发生聚合反应,最终形成两步法改性秸秆材料(WS-CA-AM)。以阳离子染料亚甲基蓝(MB)以及阴离子染料甲基橙(MO)作为特征污染物进行配方优化。并通过扫描电镜、红外光谱扫描、热重分析、比表面积、Zeta电位等表征手段,证实了材料接枝的成功,同时检测了材料的各种物化性质。2)为研究WS-CA-AM对于印染废水中的污染物的吸附效果,开展了对于染料MO、MB以及重金属铜离子Cu2+以及六价铬离子Cr6+(Cr2O72-)的吸附实验。研究了 WS-CA-AM对于不同性质染料污染物的pH的影响。再进行单一污染物的吸附等温线研究以及动力学研究,对实验数据进行Langmuir拟合以及伪二级动力学拟合,得到对于MB、MO、Cu2+和Cr6+(Cr2O72-)的吸附容量为120.84、3053.48、13.82和53.88 mg/g。同时,在异电性污染物的混合体系下材料对于污染物具有协同吸附能力,能有效提高材料的各项吸附能力,使用红外光谱扫描、扫描电镜分析以及能谱分析对吸附后的材料进行了表征,对吸附机理进行解释。3)为了考察WS-CA-AM在高含盐废水中对于染料污染物以及重金属污染物吸附情况。研究在不同盐度下,对不同初始浓度的MB、MO、Cu2+以及Cr6+(Cr2O72-)的吸附效果。在不同盐度的影响下,WS-CA-AM对于四种污染物的吸附效果都有所降低。其中MB、Cu2+、MO和Cr6+(Cr2O72-)在最高10000 mg/L NaCl的影响下,吸附容量约为原来的60%、25%、70%以及20%。考察混合体系下的吸附情况,发现在高盐度下混合协同吸附效果依然存在,而同电性的污染物具有竞争吸附的情况发生。通过吸附柱装置进行动态吸附实验,研究了材料在动态吸附中的吸附效果中的吸附效果,协同吸附效果依然存在,有效提高材料的吸附能力。同时更换两种染料污染物孔雀石绿与酸性红26进行吸附柱实验,依然有很好的吸附效果。可以认为材料对于污染物的协同吸附具有广泛适用性。
【图文】：

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【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X791

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本文编号：2633306