磁性聚合物吸附剂的制备及对Cd(Ⅱ)的吸附性能研究
发布时间：2023-10-22 10:42
各种含Cd(Ⅱ)工业废水的超标排放,会给环境和人类健康造成长期的威胁。文献报道的大部分含Cd(Ⅱ)工业废水浓度为0-80 mg/L,传统的重金属废水处理方法,如化学沉淀法、溶剂萃取法等难以处理低浓度重金属废水。相比之下,吸附法对此类低浓度体系具有高效率、操作简单、产生污泥少等优点,因此,吸附法被认为是一种很有前景的低浓度废水处理方法。超顺磁性吸附剂不仅结构可设计、粒径可控,还可在外加磁场作用下移动富集、凝并及流动输送迁移,易于进行磁场操控,可避免传统固定床操作床层阻力大、能耗高、易沟流及不易连续操作等问题。然而已报道的用于Cd(Ⅱ)处理的磁性载体分离技术存在吸附剂的吸附容量和选择性低,以及磁性吸附剂难以连续化规模分离等问题。针对以上问题,本论文围绕材料组成、界面性质对分离性能影响规律开展研究,发现界面官能团种类、密度对Cd(Ⅱ)吸附容量、选择性的影响规律,制备了高吸附容量、高选择性的Cd(Ⅱ)磁性吸附剂,并开发了 Cd(Ⅱ)磁性吸附剂连续化规模分离的气助磁分离工艺及装置。首先针对Cd(Ⅱ)吸附容量低的问题,研究了官能团修饰密度对Cd(Ⅱ)饱和吸附容量的影响。制备了 一系列具有不同固定化...
【文章页数】：172 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 含镉废水概述
1.2.1 镉的特性
1.2.2 镉的毒性和危害
1.2.3 含镉废水主要来源
1.2.4 水体镉含量的控制标准
1.3 重金属废水处理方法研究现状
1.3.1 化学沉淀法
1.3.2 溶剂萃取法
1.3.3 膜分离法
1.3.4 电化学法
1.3.5 吸附法
1.3.6 生物吸附法
1.3.7 生物絮凝法
1.3.8 植物修复法
1.4 重金属吸附剂的研究进展
1.4.1 无机材料
1.4.2 生物材料
1.4.3 聚合物材料
1.4.4 复合材料
1.4.5 磁性复合材料
1.5 固-液界面吸附行为研究
1.5.1 吸附等温模型
1.5.2 吸附动力学模型
1.5.3 吸附热力学
1.6 磁分离装置的研究进展
1.6.1 间歇式磁分离装置
1.6.2 高梯度磁分离装置
1.6.3 气助磁分离装置
1.7 选题的思路及意义、主要研究内容
第2章 EDA功能化的高容量磁性PGMA微球用于Cd(Ⅱ)的吸附
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 主要试剂和仪器
2.2.2 EDA功能化磁性PGMA微球的制备
2.2.3 吸附剂表征
2.2.4 吸附-解吸实验
2.3 结果与讨论
2.3.1 材料表征
2.3.2 m-PGMA-EDA微球对Cd(Ⅱ)的吸附性能
2.4 本章小结
第3章 DTC功能化的高选择性磁性PGMA微球用于Cd(Ⅱ)的吸附
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 主要试剂和仪器
3.2.2 DTC功能化磁性PGMA微球的制备
3.2.3 吸附剂表征
3.2.4 吸附-解吸实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料表征
3.3.2 mPGMA-PEI-S微球对Cd(Ⅱ)的吸附性能
3.4 本章小结
第4章 D2EHDTPA固定化的高选择性PGMA微球用于Cd(Ⅱ)的吸附
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 主要试剂和仪器
4.2.2 二(2-乙基己基)二硫代磷酸的制备
4.2.3 PGMA-D2EHDTPA微球的制备
4.2.4 材料的表征
4.2.5 吸附-解吸实验
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料表征
4.3.2 PGMA-D2EHDTPA对Cd(Ⅱ)的吸附性能
4.4 本章小结
第5章 聚合物吸附剂用于模拟实际含Cd(Ⅱ)废水的吸附研究
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 主要试剂和仪器
5.2.2 吸附-解吸实验
5.3 结果与讨论
5.3.1 三种吸附剂的吸附性能归纳对比
5.3.2 不同吸附剂对模拟含镉废水的吸附性能
5.3.3 再生液各组分含量和吸附剂的重复利用性
5.4 本章小结
第6章 气助磁分离过程用于Cd(Ⅱ)磁性吸附剂的高效分离
6.1 引言
6.2 材料与方法
6.2.1 主要试剂和仪器
6.2.2 磁性PGMA-EDA微球(EMPs)的制备
6.2.3 磁颗粒的表征
6.2.4 镉的吸附-解吸实验
6.2.5 间歇气助磁分离实验
6.2.6 连续气助磁分离实验
6.2.7 磁颗粒浓度的测定
6.2.8 回收率的定义
6.3 结果与讨论
6.3.1 材料表征
6.3.2 磁性EMPs微球对Cd(Ⅱ)的吸附性能
6.3.3 间歇气助磁分离实验
6.3.4 连续气助磁分离实验
6.4 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 创新点
7.3 今后工作建议
符号表
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3856357
【文章页数】：172 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 含镉废水概述
1.2.1 镉的特性
1.2.2 镉的毒性和危害
1.2.3 含镉废水主要来源
1.2.4 水体镉含量的控制标准
1.3 重金属废水处理方法研究现状
1.3.1 化学沉淀法
1.3.2 溶剂萃取法
1.3.3 膜分离法
1.3.4 电化学法
1.3.5 吸附法
1.3.6 生物吸附法
1.3.7 生物絮凝法
1.3.8 植物修复法
1.4 重金属吸附剂的研究进展
1.4.1 无机材料
1.4.2 生物材料
1.4.3 聚合物材料
1.4.4 复合材料
1.4.5 磁性复合材料
1.5 固-液界面吸附行为研究
1.5.1 吸附等温模型
1.5.2 吸附动力学模型
1.5.3 吸附热力学
1.6 磁分离装置的研究进展
1.6.1 间歇式磁分离装置
1.6.2 高梯度磁分离装置
1.6.3 气助磁分离装置
1.7 选题的思路及意义、主要研究内容
第2章 EDA功能化的高容量磁性PGMA微球用于Cd(Ⅱ)的吸附
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 主要试剂和仪器
2.2.2 EDA功能化磁性PGMA微球的制备
2.2.3 吸附剂表征
2.2.4 吸附-解吸实验
2.3 结果与讨论
2.3.1 材料表征
2.3.2 m-PGMA-EDA微球对Cd(Ⅱ)的吸附性能
2.4 本章小结
第3章 DTC功能化的高选择性磁性PGMA微球用于Cd(Ⅱ)的吸附
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 主要试剂和仪器
3.2.2 DTC功能化磁性PGMA微球的制备
3.2.3 吸附剂表征
3.2.4 吸附-解吸实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 材料表征
3.3.2 mPGMA-PEI-S微球对Cd(Ⅱ)的吸附性能
3.4 本章小结
第4章 D2EHDTPA固定化的高选择性PGMA微球用于Cd(Ⅱ)的吸附
4.1 引言
4.2 材料与方法
4.2.1 主要试剂和仪器
4.2.2 二(2-乙基己基)二硫代磷酸的制备
4.2.3 PGMA-D2EHDTPA微球的制备
4.2.4 材料的表征
4.2.5 吸附-解吸实验
4.3 结果与讨论
4.3.1 材料表征
4.3.2 PGMA-D2EHDTPA对Cd(Ⅱ)的吸附性能
4.4 本章小结
第5章 聚合物吸附剂用于模拟实际含Cd(Ⅱ)废水的吸附研究
5.1 引言
5.2 材料与方法
5.2.1 主要试剂和仪器
5.2.2 吸附-解吸实验
5.3 结果与讨论
5.3.1 三种吸附剂的吸附性能归纳对比
5.3.2 不同吸附剂对模拟含镉废水的吸附性能
5.3.3 再生液各组分含量和吸附剂的重复利用性
5.4 本章小结
第6章 气助磁分离过程用于Cd(Ⅱ)磁性吸附剂的高效分离
6.1 引言
6.2 材料与方法
6.2.1 主要试剂和仪器
6.2.2 磁性PGMA-EDA微球(EMPs)的制备
6.2.3 磁颗粒的表征
6.2.4 镉的吸附-解吸实验
6.2.5 间歇气助磁分离实验
6.2.6 连续气助磁分离实验
6.2.7 磁颗粒浓度的测定
6.2.8 回收率的定义
6.3 结果与讨论
6.3.1 材料表征
6.3.2 磁性EMPs微球对Cd(Ⅱ)的吸附性能
6.3.3 间歇气助磁分离实验
6.3.4 连续气助磁分离实验
6.4 本章小结
第7章 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 创新点
7.3 今后工作建议
符号表
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3856357
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