负载PEI纳米复合材料的研制及其深度去除水中重金属的特性研究

发布时间：2021-06-28 06:21

　　聚乙烯亚胺（PEI）是一种性能优异的重金属螯合剂,但因其水溶性大,难以实际应用于水处理工程中。本论文通过将PEI稳定地负载到大孔离子交换树脂表面,成功研制对重金属具有高效选择性去除能力的纳米复合材料,系统研究了所制材料对重金属的吸附特性与作用机理,初步探讨了新材料在实际重金属废水处理中的基本性能,为PEI应用于水中重金属的深度去除提供了重要的理论基础与技术参考。论文首先采用浸渍法将PEI负载到大孔离子交换树脂D001上,制备出纳米复合材料D001-PEI。通过EA、XPS、SEM、TEM、BET、TGA、pH滴定等分析方法对新材料的基本结构和物理化学性质进行了全面表征。PEI纳米颗粒均匀分散在D001树脂内外表面,D001-PEI复合材料的机械强度和热稳定性良好。D001-PEI表现出较好的结构稳定性,当溶液pH小于10.5、离子强度小于0.5 mol/L （NaCl）时,复合材料内的PEI未见流失。即使在较高浓度的NaHCO3、CH3COONa、 NH3.H2O等弱碱溶液中,PEI亦能稳定保持在D001内。PEI在D001上稳定负载主要是基于聚胺阳离子与磺酸基之间的强静电力以及树脂载... 

【文章来源】：南京大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：115 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 水体重金属污染的严峻形势
        1.1.2 重金属废水处理技术概述
        1.1.3 聚乙烯亚胺用于重金属处理
    1.2 研究目的、研究思路及内容
        1.2.1 研究目的
        1.2.2 研究思路及主要内容
第二章 D001-PEI的制备、表征及稳定性评价
    2.1 实验部分
        2.1.1 试剂与仪器
        2.1.2 D001-PEI制备
        2.1.3 D001-PEI的表征
        2.1.4 D001-PEI的稳定性评价
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 D001-PEI的制备原理
        2.2.2 D001-PEI的结构特性
        2.2.3 D001-PEI在不同介质中的稳定性
    2.3 本章小结
第三章 D001-PEI对重金属的吸附特性研究
    3.1 实验部分
        3.1.1 试剂与仪器
        3.1.2 实验方法
        3.1.3 分析测定方法
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 吸附重金属的基本原理
        3.2.2 pH对吸附的影响
        3.2.3 竞争吸附
        3.2.4 吸附等温线
        3.2.5 吸附动力学
        3.2.6 柱吸附-脱附性能
        3.2.7 阴离子和有机腐殖质对吸附的影响
        3.2.8 D001-PEI对其他重金属的吸附-脱附性能
    3.3 本章小结
第四章 模板-交联法制备D001/PEI纳米复合材料
    4.1 实验部分
        4.1.1 试剂与仪器
        4.1.2 D001-PEI-GA的制备
        4.1.3 实验方法
        4.1.4 分析测试方法
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 D001-PEI-GA的制备
        4.2.2 D001-PEI-GA的表征
        4.2.3 D001-PEI-GA的结构稳定性
        4.2.4 pH对吸附的影响
        4.2.5 竞争吸附
        4.2.6 吸附等温线
        4.2.7 吸附动力学
        4.2.8 柱吸附-脱附性能
    4.3 本章小结
第五章 D001-PEI用于电镀废水的深度处理
    5.1 项目概况及废水处理方案
    5.2 实验部分
        5.2.1 试剂与仪器
        5.2.2 实验方法
        5.2.3 分析测定方法
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 NaClO氧化降解废水COD
        5.3.2 D001-PEI制备放大实验
        5.3.3 固定床吸附-脱附条件优化
        5.3.4 吸附-脱附循环运行稳定性
        5.3.5 固定床吸附-脱附放大实验
    5.4 电镀废水深度处理工艺流程
    5.5 本章小结
研究结论与展望
    研究结论
    创新点
    研究展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读博士期间取得的科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Fenton-铁氧体法联合工艺处理络合电镀废水[J]. 江洪龙,俞马宏.  电镀与涂饰. 2013(04)
[2]Fenton氧化法去除电镀废水中COD的研究[J]. 刘飞,张雁秋.  电镀与环保. 2012(05)
[3]电镀废水处理技术与实践[J]. 郭崇武,李健强.  电镀与环保. 2012(04)
[4]铜络合电镀废水的石灰—次氯酸钠氧化处理工艺初探[J]. 王伟洲.  晋城职业技术学院学报. 2010(06)
[5]重金属废水处理技术研究进展[J]. 邹照华,何素芳,韩彩芸,张六一,罗永明.  工业水处理. 2010(05)
[6]综合电镀废水处理技术的实验研究[J]. 刘世德,孙宝盛,刘景允.  工业水处理. 2010(03)
[7]纳米限域体系的催化特性[J]. 包信和.  中国科学（B辑:化学）. 2009(10)
[8]表面接枝聚乙烯亚胺硅胶微粒对铬酸根的吸附特性[J]. 李延斌,高保娇,安富强.  环境化学. 2008(04)
[9]Preparation of polymer-supported hydrated ferric oxide based on Donnan membrane effect and its application for arsenic removal[J]. ZHANG QingJian1, PAN BingCai1, CHEN XinQing1, ZHANG WeiMing1, PAN BingJun, ZHANG QuanXing1, L. LV2 & X. S. ZHAO2 1 State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse, School of the Environment, Nanjing University, Nanjing 210093, China; 2 Department of Chemical and Biomolecular Engineering, National University of Singapore, 10 Kent Ridge, Singapore 119260, Singapore.  Science in China（Series B:Chemistry）. 2008(04)
[10]PEI/SiO2复合材料对Zn2+、Cd2+的螯合吸附性能研究[J]. 安富强,高保娇,刘青.  化学通报. 2006(03)



本文编号：3253796