单宁基吸附剂吸附重金属离子的研究

发布时间：2023-11-11 13:42

　　单宁、壳聚糖、膨润土以及海藻酸钠在自然界中储量丰富、利用成本低廉,在水处理方面的应用具有很好的前景。单宁作为一种多酚类物质,结构上具有丰富的酚羟基,能够与水体中重金属离子螯合,但单宁易溶于水,不能单独作为吸附剂使用,在使用前需要经过改性处理。本文以壳聚糖、膨润土以及海藻酸钠基体材料固定化单宁,成功地合成了单宁/壳聚糖/膨润土复合材料(TCBC)以及杨梅单宁/碱土/海藻酸钙复合材料(BT/ACB/CAC)。实验研究了吸附液pH值、TCBC投加量、吸附温度和初始Cr(Ⅵ)浓度对TCBC吸附能力的影响。实验结果表明:TCBC对Cr(Ⅵ)的吸附在100 min内几乎达到饱和;TCBC对Cr(Ⅵ)的吸附遵循准二阶动力学模型以及Langmuir等温吸附模型;在吸附液pH值为2.5,温度为333 K时,最大吸附量为264.73 mg/g。TCBC的脱附实验表明,在氢氧化钠为脱附剂的条件下,TCBC在循环使用五次时吸附量仍可达到192.17mg/g,呈现良好的重复利用性。利用XRD和FT-IR对TCBC进行分析的结果表明,构成TCBC的三组分间存在复合作用;TCBC吸附Cr(Ⅵ)时通过单宁的酚羟基与壳...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景
    1.2 重金属废水处理方法进展
        1.2.1 离子交换法
        1.2.2 化学沉淀法
        1.2.3 膜过滤法
        1.2.4 吸附法
    1.3 单宁简介
        1.3.1 单宁性质及应用
        1.3.2 单宁在水处理中的应用
        1.3.3 单宁的改性方法
    1.4 壳聚糖简介
        1.4.1 壳聚糖简介
        1.4.2 壳聚糖在水处理中的应用
        1.4.3 壳聚糖的改性
    1.5 膨润土及改性膨润土简介
        1.5.1 膨润土简介
        1.5.2 碱性钙基膨润土及有机改性
    1.6 海藻酸钠简介
    1.7 吸附模型
        1.7.1 吸附动力学模型
        1.7.2 等温吸附模型
        1.7.3 吸附热力学模型
    1.8 本课题的研究意义和目的
    1.9 研究的主要内容
第二章 单宁-壳聚糖-膨润土复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附
    2.1 实验试剂与仪器
    2.2 实验部分
        2.2.1 TCBC的制备
            2.2.1.1 原料配比对TCBC吸附性能的影响实验
            2.2.1.2 制备过程溶液pH值对TCBC吸附性能的影响实验
        2.2.2 绘制Cr(Ⅵ)标准工作曲线
        2.2.3 吸附条件对TCBC吸附Cr(Ⅵ)的影响实验
            2.2.3.1 pH值对TCBC吸附Cr(Ⅵ)的影响实验
            2.3.3.2 吸附剂投加量对吸附Cr(Ⅵ)的影响实验
            2.2.3.3 吸附温度对吸附Cr(Ⅵ)的影响实验
            2.2.3.4 初始浓度对吸附Cr(Ⅵ)的影响实验
            2.2.3.5 选择吸附实验
        2.2.4 TCBC对 Cr(Ⅵ)的脱附实验
        2.2.5 表征分析
            2.2.5.1 SEM表征
            2.2.5.2 XRD表征
            2.2.5.3 FTIR表征
            2.2.5.4 零点电荷
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 表征分析
            2.3.1.1 SEM表征
            2.3.1.2 XRD表征
            2.3.1.3 FTIR表征
        2.3.2 制备条件对TCBC吸附性能的影响
            2.3.2.1 原料配比对TCBC吸附性能的影响
            2.3.2.2 制备条件下pH值对TCBC吸附性能的影响
        2.3.3 吸附条件对TCBC吸附Cr(Ⅵ)的影响
            2.3.3.1 pH值对TCBC吸附Cr(Ⅵ)的影响
            2.3.3.2 吸附剂投加量对吸附Cr(Ⅵ)的影响
            2.3.3.3 吸附温度对吸附Cr(Ⅵ)的影响
            2.3.3.4 溶液初始浓度对吸附Cr(Ⅵ)的影响
        2.3.4 选择吸附
        2.3.5 吸附动力学模型
        2.3.6 等温吸附模型
        2.3.7 吸附热力学模型
        2.3.8 TCBC的再生重复利用性能研究
        2.3.9 TCBC的红外表征
    2.4 本章总结
第三章 单宁-碱土-海藻酸钙复合吸附剂对Ni(Ⅱ)的吸附
    3.1 实验试剂与仪器
    3.2 实验部分
        3.2.1 吸附剂的制备
            3.2.1.1 原料配比对BT/ACB/CAC吸附性能的影响实验
            3.2.1.2 制备过程甲醛添加量对BT/ACB/CAC吸附性能的影响实验
        3.2.2 绘制镍离子标准工作曲线
        3.2.3 吸附条件对BT/ACB/CAC吸附Ni(Ⅱ)的影响实验
            3.2.3.1 pH值对BT/ACB/CAC吸附Ni(Ⅱ)的影响实验
            3.2.3.2 BT/ACB/CAC投加量对Ni(Ⅱ)吸附量的影响实验
            3.2.3.3 吸附温度对BT/ACB/CAC吸附Ni(Ⅱ)的影响实验
            3.2.3.4 初始浓度对BT/ACB/CAC吸附Ni(Ⅱ)的影响实验
        3.2.4 BT/ACB/CAC对 Ni(Ⅱ)的脱附实验
        3.2.5 表征分析
            3.2.5.1 SEM表征
            3.2.5.2 FTIR表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 表征分析
            3.3.1.1 FTIR表征
            3.3.1.2 SEM
        3.3.2 制备条件对吸附性能的影响
            3.3.2.1 原料配比对吸附性能的影响
            3.3.2.2 甲醛添加量对吸附性能的影响
        3.3.3 吸附条件对吸附Ni(Ⅱ)的影响
            3.3.3.1 pH值对吸附Ni(Ⅱ)的影响
            3.3.3.2 吸附剂投加量对吸附Ni(II)的影响
            3.3.3.3 吸附温度对吸附剂吸附Ni(Ⅱ)的影响
            3.3.3.4 溶液初始浓度对吸附剂吸附Ni(Ⅱ)的影响
        3.3.4 吸附动力学模型
        3.3.5 等温吸附模型
        3.3.6 吸附热力学模型
        3.3.7 BT/ACB/CAC再生重复性能研究
        3.3.8 BT/ACB/CAC的红外表征
    3.4 本章总结
第四章 结论与展望
    4.1 结论
    4.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文



本文编号：3862653