除砷吸附劑制備與構(gòu)效關(guān)系研究.pdf

1、含砷廢水來(lái)源廣、處理難，已經(jīng)嚴(yán)重危及國(guó)民健康。砷是一種有毒物質(zhì)，毒性高度與價(jià)態(tài)有關(guān)，其中三價(jià)砷毒性要高于五價(jià)砷和元素砷。目前采用傳統(tǒng)的沉淀法、氧化法、生物法等來(lái)處理含As(Ⅲ)水已無(wú)法滿足我國(guó)日趨嚴(yán)格的環(huán)保要求。每年我國(guó)啤酒行業(yè)產(chǎn)生的大量廢麥糟除了焚燒和作為家禽飼料外，并無(wú)更好的處理處置方法。本文針對(duì)低濃度含As(Ⅲ)水深度去除難的問(wèn)題，選用啤酒工業(yè)廢產(chǎn)物麥糟為主要原料進(jìn)行研究。
　　借助現(xiàn)代儀器分析手段，研究確定了三處來(lái)源不同的

2、廢麥糟的組成和結(jié)構(gòu)特征。廢麥糟的主要成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，元素組成以C和O為主，其富含羥基、羧基等可參與吸附的活性含氧官能團(tuán)，這為其制備高效的除砷吸附劑提供了有利條件。
　　取分別含有羥基（甲醇和乙醇）、羧基（乙酸）、酰胺基（陽(yáng)離子型PAM、陰離子型PAM、非離子型PAM）、氨基（乙二胺）、巰基（巰基乙酸）等基團(tuán)的化合物對(duì)麥糟進(jìn)行改性，通過(guò)現(xiàn)代測(cè)試手段對(duì)改性前后麥糟的結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行分析，以考察不同基團(tuán)與除砷效果之間的構(gòu)效關(guān)

3、系。
　　基于羥基、酰胺基、氨基改性麥糟處理含砷水已有研究，本文采用了含羧基、巰基的化合物對(duì)麥糟進(jìn)行改性以制備除砷吸附劑。乙酸改性麥糟吸附劑對(duì)水中As(Ⅲ)具有一定的吸附效果，最佳pH、投加量、反應(yīng)時(shí)間分別為7、8 g/L、1 h。其吸附As(III)符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，吸附反應(yīng)在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)是自發(fā)進(jìn)行的，吸附模型更符合Freundlich吸附等溫線模型，且吸附模型參數(shù)k值隨溫度升高也有所增加，說(shuō)明升高溫度使吸附強(qiáng)度增加了。采

4、用巰基乙酸改性麥糟作為吸附劑吸附水中As(III)的吸附效果要遠(yuǎn)高于乙酸改性麥糟吸附劑，最佳pH、投加量、反應(yīng)時(shí)間分別為7、4 g/L、1 h。巰基乙酸改性麥糟吸附劑對(duì)As(III)的吸附行為更符合Langmuir吸附等溫線模型，吸附反應(yīng)在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)是自發(fā)進(jìn)行的一個(gè)放熱過(guò)程，且單分子層的飽和吸附量（qm）值隨著溫度的升高有所增加，說(shuō)明升高溫度還是有利于吸附反應(yīng)的進(jìn)行。巰基乙酸改性麥糟吸附劑吸附As(III)符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，且二

5、級(jí)動(dòng)力學(xué)擬合方程計(jì)算得到的理論吸附量值(0.2022 mg/g)與實(shí)驗(yàn)值(0.1982 mg/g)較吻合。
　　對(duì)改性麥糟進(jìn)行構(gòu)效關(guān)系研究分析，改性后麥糟表面結(jié)構(gòu)形貌較未改性麥糟表面凹凸不平且褶皺、凹槽和斷裂現(xiàn)象較明顯。改性麥糟在波數(shù)為3425 cm-1、2927 cm-1、1656 cm-1、1039 cm-1和610 cm-1處的主要吸收峰振動(dòng)強(qiáng)弱均強(qiáng)于未改性麥糟，含不同官能團(tuán)改性劑改性后的麥糟在其相應(yīng)基團(tuán)吸收峰處的振動(dòng)均有所