改性聚乙烯醇对环境废水中主要重金属离子的吸附行为研究

发布时间：2022-08-09 13:27

　　重金属水污染问题已严重影响着生态平衡和人体健康。由于水的流动特性,毫无征兆的恶性重金属污染废水若处理不及时,将会随着水流方向危及下游更大的水域,进而最终引发区域性供水危机。目前治理重金属污染水体方法很多,其中吸附法是一种传统经典方法。活性炭和氧化铁材料是经典的吸附材料,原料来源广泛、价格低廉、使用方便,但是直接采用这些原材料处理重金属污染废水还存在吸附量较小、材料不成形、不利于流态化处理等问题。本论文针对突发性江河重金属镉、铅、镍水污染,研发改性聚乙烯醇吸附剂,探讨改性聚乙烯醇吸附镉、铅、镍的热力学和动力学行为,对其进行材料环境协调性评价,综合考察材料的功能性、环境性和经济性三方面,同时开展了改性聚乙烯醇在流动水体去除重金属离子的净化实验,考察该材料的应用性。主要结论如下:（1）采用聚乙烯醇与马来酸酐聚合,再通过浓硫酸进行碳化处理,制备得到改性聚乙烯醇。优化酯化条件,聚乙烯醇与马来酸酐的质量配比为1:2,在适量的乙酸丁酯中进行酯化,反应温度为90℃,反应时间3h,马来酸酐在聚乙烯醇上的接枝率为25.89%。结果表明,改性后的聚乙烯醇BET比表面积是改性前的5倍,孔隙结构增多,多为大孔结... 

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 前言
    1.2 水体中重金属污染的现状及危害
        1.2.1 镉的来源及危害
        1.2.2 铅的来源及危害
        1.2.3 镍的来源及危害
    1.3 饮用水中镉、铅、镍的处理方法
        1.3.1 化学沉淀法
        1.3.2 电化学法
        1.3.3 吸附法
        1.3.4 膜分离法
        1.3.5 其他方法
    1.4 突发性重金属水污染事故的应急技术方案
    1.5 聚乙烯醇在吸附重金属离子方面的研究
    1.6 本研究意义与内容
        1.6.1 研究意义
        1.6.2 论文的主要研究内容
        1.6.3 主要实物工作量
        1.6.4 论文的创新点
第2章 改性聚乙烯醇的制备与吸附性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验试剂和实验仪器
        2.2.1 实验仪器
        2.2.2 实验试剂
    2.3 改性聚乙烯醇吸附剂的制备
        2.3.1 实验方法
        2.3.2 样品性能的表征
        2.3.3 静态吸附
        2.3.4 Zeta电位的测定
    2.4 结果讨论
        2.4.1 聚乙烯醇改性前后的SEM和BET表征分析
        2.4.2 改性聚乙烯醇的FT-IR表征分析
        2.4.3 聚乙烯醇-马来酸酐共聚物制备影响因素
        2.4.5 改性聚乙烯醇对重金属离子的静态吸附实验
        2.4.6 改性聚乙烯醇固体表面Zeta电位
    2.5 小结
第3章 改性聚乙烯醇吸附重金属离子的平衡热力学与动力学模型拟合分析
    3.1 改性聚乙烯醇吸附目标金属离子的热力学模型拟合分析
        3.1.1 Langmuir模型
        3.1.2 Freundlich模型
    3.2 吸附动力学模型拟合
        3.2.1 Pseudo一级动力学方程
        3.2.2 Pseudo二级动力学
    3.3 小结
第4章 材料环境协调性评价
    4.1 前言
    4.2 改性聚乙烯醇功能性探讨
        4.2.1 改性聚乙烯醇对镉离子污染废水的动态吸附影响因素
        4.2.2 Thomas模型
        4.2.3 Yoon-Nelson模型
        4.2.4 Bed Depth Service Time模型
    4.3 改性聚乙烯醇环境安全性评价
        4.3.1 细胞MTT检测
        4.3.2 动物急性毒性实验
    4.4 改性聚乙烯醇的再生循环利用
        4.4.1 脱附率
        4.4.2 重复使用性能
    4.5 改性聚乙烯醇的制备成本核算
    4.6 小结
第5章 改性聚乙烯醇的应用研究
    5.1 引言
    5.2 改性聚乙烯醇在低浓度镉污染废水中的应用研究
        5.2.1 非循环体系的动态吸附实验
        5.2.2 循环体系的动态吸附实验
    5.3 改性聚乙烯醇在电镀工厂废水的应用研究
        5.3.1 生产废水的静态吸附研究
        5.3.2 生产废水动态柱吸附研究
        5.3.3 生产废水循环体系动态吸附实验
    5.4 小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间取得的学术成果
附录


【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]流域突发性水污染事故风险应急防范系统研究[D]. 徐兴东.兰州大学 2008
[2]壳聚糖复合物的制备及对水中重金属离子去除[D]. 李雯轩.大连理工大学 2007



本文编号：3672639