化学改性生物吸附剂合成及其对重金属离子吸附行为研究
发布时间：2020-12-25 04:48
随着现代工业的迅速发展,重金属污染日趋严重。如何消除重金属的危害并有效地回收重金属是当今环境保护工作面临的突出问题。生物吸附作为一种新兴的重金属去除回收方法,具有原料来源广泛、吸附效率高、环境友好、不产生二次污染等优点,展现了良好的应用前景。本论文分别以常见农林废弃物橘子皮（OP）和杉树皮（Bark）为原料,通过化学改性的手段,分别制备改性橘子皮生物吸附剂和改性杉树皮生物吸附剂,详细研究了它们对水溶液中重金属离子的吸附行为。采用化学耗氧量、Zeta电位、扫描电镜、光电子能谱、红外光谱、化学成分分析等分析手段对生物吸附剂进行了表征；通过静态实验方法考察了溶液平衡pH值、温度、固液比、时间、金属离子浓度对吸附的影响；分析了各个元素的吸附动力学、吸附热力学及吸附等温线；对改性橘子皮生物吸附剂通过动态吸附实验探索了低pH下铅锌或铅镍溶液的分离；考察了生物吸附剂的循环使用性能及对多组分溶液的竞争吸附行为；并对吸附机理进行了探讨。橘子皮和杉树皮的主要成分为果胶、纤维素、半纤维素和木质素,含有丰富的官能团,具备一定的吸附重金属离子的能力,但吸附效果不理想,因此通过化学改性的手段,分别制备了硫化改性橘...
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：183 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 含重金属废水来源及其危害
1.2 含重金属废水处理方法
1.2.1 化学法
1.2.2 物理化学法
1.2.3 生物法
1.3 生物吸附剂研究进展
1.3.1 生物吸附剂
1.3.2 生物吸附机理
1.3.3 生物吸附影响因素
1.4 农林废弃物生物吸附剂研究进展
1.4.1 农林废弃物制备活性炭
1.4.2 农林废弃物制备生物吸附剂
1.4.3 橘子皮生物吸附剂研究进展
1.4.4 树皮生物吸附剂及含铬废水生物吸附研究进展
1.5 本研究的意义及主要内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 主要内容
第二章 实验研究方法
2.1 实验试剂和仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 实验方法
2.2.1 化学改性生物吸附剂的制备
2.2.2 静态吸附实验
2.2.3 动态吸附实验
2.2.4 金属离子的测定
2.3 表征方法
2.3.1 化学成分分析
2.3.2 化学耗氧量测定
2.3.3 Zeta电位测定
2.3.4 扫描电镜分析
2.3.5 红外光谱分析
2.3.6 能谱分析
2.4 吸附计算模型
2.4.1 基本吸附计算公式
2.4.2 吸附热力学模型
2.4.3 吸附动力学模型
2.4.5 吸附等温线模型
第三章 橘子皮硫化改性及其对重金属离子吸附行为研究
3.1 引言
3.2 硫化改性橘子皮生物吸附剂的制备
3.2.1 改性原理
3.2.2 制备方法
3.3 硫化改性橘子皮生物吸附剂的表征
3.3.1 化学耗氧量测定
3.3.2 Zeta电位测定
3.3.3 扫描电镜分析
3.3.4 红外光谱分析
3.4 MOP对铜、镉、铅、锌、镍离子的吸附行为
3.4.1 溶液pH值对吸附的影响
3.4.2 温度对吸附的影响
3.4.3 吸附动力学
3.4.4 吸附等温线
3.4.5 循环吸附实验
3.4.6 动态吸附实验
3.5 XOP对铜、镉、铅、锌、镍离子的吸附行为
3.5.1 溶液pH值对吸附的影响
3.5.2 温度对吸附的影响
3.5.3 吸附动力学
3.5.4 吸附等温线
3.5.5 循环吸附实验
3.5.6 动态吸附实验
3.6 吸附机理分析
3.6.1 吸附前后pH值变化
3.6.2 红外光谱分析
3.7 本章小结
第四章 橘子皮氯化盐改性及其对重金属离子吸附行为研究
4.1 引言
4.2 氯化盐改性橘子皮生物吸附剂的制备
4.2.1 改性原理
4.2.2 制备方法
4.3 氯化盐改性橘子皮生物吸附剂的表征
4.3.1 Zeta电位测定
4.3.2 扫描电镜分析
4.3.3 红外光谱分析
4.4 MgOP对铜、镉、铅、锌、镍离子的吸附行为
4.4.1 溶液pH值对吸附的影响
4.4.2 温度对吸附的影响
4.4.3 固液比对吸附的影响
4.4.4 吸附动力学
4.4.5 吸附等温线
4.4.6 循环吸附实验
4.4.7 共存离子实验
4.4.8 动态吸附实验
4.5 KOP对铜、镉、铅、锌、镍离子的吸附行为
4.5.1 溶液pH值对吸附的影响
4.5.2 温度对吸附的影响
4.5.3 固液比对吸附的影响
4.5.4 吸附动力学
4.5.5 吸附等温线
4.5.6 循环吸附实验
4.5.7 共存离子实验
4.5.8 动态吸附实验
4.6 吸附机理分析
4.7 几种改性橘子皮生物吸附剂的对比
4.8 本章小结
第五章 改性杉树皮生物吸附剂对Cr（Ⅵ）吸附行为研究
5.1 引言
5.2 改性杉树皮生物吸附剂的制备
5.2.1 改性原理
5.2.2 改性方法及改性条件优化
5.3 改性杉树皮生物吸附剂的表征
5.3.1 化学成分分析
5.3.2 扫描电镜分析
5.4 改性杉树皮生物吸附剂对Cr（Ⅵ）的吸附行为
5.4.1 溶液pH值对吸附的影响
5.4.2 时间对吸附的影响
5.4.3 温度对吸附的影响
5.4.4 吸附动力学
5.4.5 吸附等温线
5.4.6 解吸实验
5.5 吸附机理分析
5.5.1 氧化还原电位分析
5.5.2 能谱分析
5.5.3 红外光谱分析
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]电镀含铬废水处理技术研究现状与发展趋势[J]. 邓小红,宋仲容. 重庆文理学院学报(自然科学版). 2008(05)
[2]层析聚酰胺树脂对茶多酚的吸附热力学和吸附动力学研究[J]. 吴唯,薛扬,徐嘉凉,钱琦,刘敏,浦伟光. 塑料工业. 2008(07)
[3]黄河包头段常见离子对重金属在沉积物上吸附影响机制研究[J]. 薛红喜,何江,樊庆云,吕昌伟,孙英,梁英,白萨茹莉,沈丽丽. 地理科学. 2008(03)
[4]重金属废水治理技术概况及发展方向[J]. 胡海祥. 中国资源综合利用. 2008(02)
[5]柿单宁研究进展[J]. 张宝善,伍晓红,陈锦屏. 陕西师范大学学报(自然科学版). 2008(01)
[6]绿茶对水溶液中Pb2+和Cd2+吸附性能初步研究[J]. 钱国勇,侯明,汪菊玲. 分析试验室. 2008(01)
[7]克劳氏芽孢杆菌（Bacillus clausii S-4）吸附Zn2+的研究[J]. 范瑞梅,张保国,张洪勋,范家恒,王谦,白志辉. 环境工程学报. 2007(08)
[8]花生壳对水溶液中铜离子的吸附特性[J]. 黄翔,宗浩,陈文祥,陈施羽,张翔. 四川师范大学学报(自然科学版). 2007(03)
[9]锯末在重金属废水处理中的应用[J]. 史晓燕,肖波,李建芬,杨小艳. 工业水处理. 2007(04)
[10]藻类对重金属污染水体的生物修复[J]. 江用彬,季宏兵. 地理科学进展. 2007(01)
博士论文
[1]橘子皮化学改性及其对重金属离子吸附行为的研究[D]. 冯宁川.中南大学 2009
硕士论文
[1]杉树皮对重金属离子吸附性能的研究[D]. 林春华.福建农林大学 2008
[2]桔皮纤维素生物吸附剂的制备及其对重金属的吸附研究[D]. 李小敏.东北师范大学 2007
[3]生物吸附剂桔子皮的制备及对重金属Pb～（2+）、Cu～（2+）的吸附研究[D]. 玄哲仙.东北师范大学 2006
本文编号：2936987
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：183 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
1.1 含重金属废水来源及其危害
1.2 含重金属废水处理方法
1.2.1 化学法
1.2.2 物理化学法
1.2.3 生物法
1.3 生物吸附剂研究进展
1.3.1 生物吸附剂
1.3.2 生物吸附机理
1.3.3 生物吸附影响因素
1.4 农林废弃物生物吸附剂研究进展
1.4.1 农林废弃物制备活性炭
1.4.2 农林废弃物制备生物吸附剂
1.4.3 橘子皮生物吸附剂研究进展
1.4.4 树皮生物吸附剂及含铬废水生物吸附研究进展
1.5 本研究的意义及主要内容
1.5.1 研究意义
1.5.2 主要内容
第二章 实验研究方法
2.1 实验试剂和仪器
2.1.1 实验试剂
2.1.2 实验仪器
2.2 实验方法
2.2.1 化学改性生物吸附剂的制备
2.2.2 静态吸附实验
2.2.3 动态吸附实验
2.2.4 金属离子的测定
2.3 表征方法
2.3.1 化学成分分析
2.3.2 化学耗氧量测定
2.3.3 Zeta电位测定
2.3.4 扫描电镜分析
2.3.5 红外光谱分析
2.3.6 能谱分析
2.4 吸附计算模型
2.4.1 基本吸附计算公式
2.4.2 吸附热力学模型
2.4.3 吸附动力学模型
2.4.5 吸附等温线模型
第三章 橘子皮硫化改性及其对重金属离子吸附行为研究
3.1 引言
3.2 硫化改性橘子皮生物吸附剂的制备
3.2.1 改性原理
3.2.2 制备方法
3.3 硫化改性橘子皮生物吸附剂的表征
3.3.1 化学耗氧量测定
3.3.2 Zeta电位测定
3.3.3 扫描电镜分析
3.3.4 红外光谱分析
3.4 MOP对铜、镉、铅、锌、镍离子的吸附行为
3.4.1 溶液pH值对吸附的影响
3.4.2 温度对吸附的影响
3.4.3 吸附动力学
3.4.4 吸附等温线
3.4.5 循环吸附实验
3.4.6 动态吸附实验
3.5 XOP对铜、镉、铅、锌、镍离子的吸附行为
3.5.1 溶液pH值对吸附的影响
3.5.2 温度对吸附的影响
3.5.3 吸附动力学
3.5.4 吸附等温线
3.5.5 循环吸附实验
3.5.6 动态吸附实验
3.6 吸附机理分析
3.6.1 吸附前后pH值变化
3.6.2 红外光谱分析
3.7 本章小结
第四章 橘子皮氯化盐改性及其对重金属离子吸附行为研究
4.1 引言
4.2 氯化盐改性橘子皮生物吸附剂的制备
4.2.1 改性原理
4.2.2 制备方法
4.3 氯化盐改性橘子皮生物吸附剂的表征
4.3.1 Zeta电位测定
4.3.2 扫描电镜分析
4.3.3 红外光谱分析
4.4 MgOP对铜、镉、铅、锌、镍离子的吸附行为
4.4.1 溶液pH值对吸附的影响
4.4.2 温度对吸附的影响
4.4.3 固液比对吸附的影响
4.4.4 吸附动力学
4.4.5 吸附等温线
4.4.6 循环吸附实验
4.4.7 共存离子实验
4.4.8 动态吸附实验
4.5 KOP对铜、镉、铅、锌、镍离子的吸附行为
4.5.1 溶液pH值对吸附的影响
4.5.2 温度对吸附的影响
4.5.3 固液比对吸附的影响
4.5.4 吸附动力学
4.5.5 吸附等温线
4.5.6 循环吸附实验
4.5.7 共存离子实验
4.5.8 动态吸附实验
4.6 吸附机理分析
4.7 几种改性橘子皮生物吸附剂的对比
4.8 本章小结
第五章 改性杉树皮生物吸附剂对Cr（Ⅵ）吸附行为研究
5.1 引言
5.2 改性杉树皮生物吸附剂的制备
5.2.1 改性原理
5.2.2 改性方法及改性条件优化
5.3 改性杉树皮生物吸附剂的表征
5.3.1 化学成分分析
5.3.2 扫描电镜分析
5.4 改性杉树皮生物吸附剂对Cr（Ⅵ）的吸附行为
5.4.1 溶液pH值对吸附的影响
5.4.2 时间对吸附的影响
5.4.3 温度对吸附的影响
5.4.4 吸附动力学
5.4.5 吸附等温线
5.4.6 解吸实验
5.5 吸附机理分析
5.5.1 氧化还原电位分析
5.5.2 能谱分析
5.5.3 红外光谱分析
5.6 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]电镀含铬废水处理技术研究现状与发展趋势[J]. 邓小红,宋仲容. 重庆文理学院学报(自然科学版). 2008(05)
[2]层析聚酰胺树脂对茶多酚的吸附热力学和吸附动力学研究[J]. 吴唯,薛扬,徐嘉凉,钱琦,刘敏,浦伟光. 塑料工业. 2008(07)
[3]黄河包头段常见离子对重金属在沉积物上吸附影响机制研究[J]. 薛红喜,何江,樊庆云,吕昌伟,孙英,梁英,白萨茹莉,沈丽丽. 地理科学. 2008(03)
[4]重金属废水治理技术概况及发展方向[J]. 胡海祥. 中国资源综合利用. 2008(02)
[5]柿单宁研究进展[J]. 张宝善,伍晓红,陈锦屏. 陕西师范大学学报(自然科学版). 2008(01)
[6]绿茶对水溶液中Pb2+和Cd2+吸附性能初步研究[J]. 钱国勇,侯明,汪菊玲. 分析试验室. 2008(01)
[7]克劳氏芽孢杆菌（Bacillus clausii S-4）吸附Zn2+的研究[J]. 范瑞梅,张保国,张洪勋,范家恒,王谦,白志辉. 环境工程学报. 2007(08)
[8]花生壳对水溶液中铜离子的吸附特性[J]. 黄翔,宗浩,陈文祥,陈施羽,张翔. 四川师范大学学报(自然科学版). 2007(03)
[9]锯末在重金属废水处理中的应用[J]. 史晓燕,肖波,李建芬,杨小艳. 工业水处理. 2007(04)
[10]藻类对重金属污染水体的生物修复[J]. 江用彬,季宏兵. 地理科学进展. 2007(01)
博士论文
[1]橘子皮化学改性及其对重金属离子吸附行为的研究[D]. 冯宁川.中南大学 2009
硕士论文
[1]杉树皮对重金属离子吸附性能的研究[D]. 林春华.福建农林大学 2008
[2]桔皮纤维素生物吸附剂的制备及其对重金属的吸附研究[D]. 李小敏.东北师范大学 2007
[3]生物吸附剂桔子皮的制备及对重金属Pb～（2+）、Cu～（2+）的吸附研究[D]. 玄哲仙.东北师范大学 2006
本文编号：2936987
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