三维有序大孔重金属吸附剂制备及其应用
[Abstract]:Nowadays, heavy metal pollution has become one of the main problems of environmental pollution, which brings great harm to human health, such as causing kidney disease, liver disease, respiratory diseases and skin cancer. Heavy metal adsorbents have attracted more and more attention from scientists. In this paper, two kinds of three dimensional ordered macroporous heavy metal adsorbents were prepared. The main contents are as follows: 1. Three dimensional ordered crosslinked polystyrene porous material (3DOM CLPS),) with pore size of 500nm was prepared by colloidal crystal template method. (PDMAEMA), was introduced into polymethylaminoethyl methacrylate chain by active polymerization on three dimensional ordered crosslinked polystyrene. Compared with other adsorbents, the three dimensional ordered macroporous crosslinked polystyrene heavy metal adsorbents have great advantages, including strong adsorption ability, fast adsorption rate and excellent regeneration performance. The effects of pH, ionic strength and the ratio of adsorbent to adsorbate were also studied. The adsorption capacity of the solution depends on the pH of the solution, and the material has a wide working range. Kinetic studies were carried out at 298K ~ 308K and 318K. When the initial concentration of potassium dichromate was 100mg/L, the adsorption equilibrium time was 120 min, and the kinetic experimental data were in good agreement with the second kinetic model. In the isothermal adsorption experiment, the experimental data are in good agreement with the Langmuir model. The maximum adsorption capacity increases with the increase of temperature, and the maximum adsorption capacity is 431.0 mg / g when the temperature is 318K. Thermodynamic studies show that the adsorption of potassium dichromate by adsorbent is an endothermic and spontaneous process. In addition, the desorption experiment with sodium hydroxide solution showed that the adsorption ability of 3DOM CLPS-g-PDMAEMA heavy metal adsorbent reached above 90% after desorption for 15 times. The scanning electron microscope showed that the desorption material still maintained its three-dimensional ordered macroporous structure, which proved that the 3DOM CLPS-g-PDMAEMA heavy metal adsorbent had excellent regeneration performance. 2. Three dimensional ordered macroporous silica (3DOM SiO_2) with 500nm pore size was prepared by colloidal crystal template method. The preparation process of 3DOM SiO_2-g-Pt BA DETA heavy metal adsorbent was as follows: the method of active polymerization on the wall of 3DOM SiO_2 pore Preparation of 3DOM SiO_2-Pt BA, by introducing poly (tert-butyl methacrylate) (Pt BA) Synthesis of 3DOM SiO_2-g-Pt BA DETA. by hydrolysis of 3DOM SiO_2-Pt BA with diethylenetriamine By studying the effect of pH, we can see that when pH = 5, the adsorption capacity is higher and reaches 90mg/g (initial concentration is 100mg/g). The effect of time on the adsorption capacity was studied at the temperature of 298K ~ 308K ~ (318K). At 298K, the adsorption behavior (initial concentration of 100mg/g) reached equilibrium, and the adsorption capacity did not increase. The kinetic adsorption data obtained are in better agreement with the first kinetic model. At the same time, the influence of different initial concentration of cadmium nitrate solution on the adsorption capacity was studied. The Freundlich model can better fit the data. Thermodynamic data show that the adsorption of Cd~ (2) by 3DOM SiO_2-g-Pt BA-DETA can occur spontaneously and is an endothermic process. The adsorption amount of Cd~ (2) on the material after six cycles is 80% of the initial adsorption capacity. The SEM results show that the desorbed material still maintains its three-dimensional ordered macroporous structure, which proves that the regenerative property of the material is good.
【学位授予单位】:河北工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:X505;TQ424.3
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,本文编号:2408800
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