交聯(lián)殼聚糖-聚羥基鋁改性蒙脫土的制備及其對(duì)水中重金屬的吸附性能研究.pdf

1、本文以蒙脫土為原料，以殼聚糖和聚羥基鋁離子為改性劑，采用無機(jī)-有機(jī)改性方法制備了交聯(lián)殼聚糖/聚羥基鋁改性蒙脫土;通過XRD、BET等分析方法測(cè)定了交聯(lián)殼聚糖/聚羥基鋁改性蒙脫土的層間結(jié)構(gòu)和表面性質(zhì)。以Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)為研究對(duì)象，探討了交聯(lián)殼聚糖/聚羥基鋁改性蒙脫土對(duì)金屬離子的吸附性能，并研究了吸附過程的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)原理。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1、探索了制備過程中環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)殼聚糖和聚羥基鋁柱撐蒙脫土比例對(duì)交

2、聯(lián)殼聚糖/聚羥基鋁改性蒙脫土吸附性能的影響，確定了最佳反應(yīng)比例。結(jié)果表明:環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)殼聚糖單元體分子物質(zhì)的量與聚羥基鋁柱撐蒙脫土陽(yáng)離子交換量比例為0.45∶1時(shí)，交聯(lián)殼聚糖/聚羥基鋁改性蒙脫土對(duì)Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的去除率最高;環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)殼聚糖單元體分子物質(zhì)的量與聚羥基鋁柱撐蒙脫土陽(yáng)離子交換量比例為0.6∶1時(shí)，交聯(lián)殼聚糖/聚羥基鋁改性蒙脫土對(duì)Cr(Ⅵ)的去除率最高。
　　2、對(duì)交聯(lián)殼聚糖/聚羥基鋁改性蒙脫土進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表

3、征，XRD分析表明:蒙脫土經(jīng)聚羥基鋁離子和殼聚糖改性后，層間距增大。BET分析表明:蒙脫土經(jīng)聚羥基鋁離子和殼聚糖改性后比表面積明顯降低。
　　3、研究了交聯(lián)殼聚糖/聚羥基鋁改性蒙脫土對(duì)單一Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)的吸附性能。考察了溶液pH，離子初始濃度，吸附投加量，吸附溫度和時(shí)間對(duì)吸附效果的影響，結(jié)果表明:298K，吸附時(shí)間為3h，投加量為10g/L，pH6.5條件下，改性蒙脫土（交聯(lián)殼聚糖單元體分子物質(zhì)的量與聚羥基鋁柱

4、撐蒙脫土陽(yáng)離子交換量比為0.45∶1）對(duì)Cu(Ⅱ)的去除率為96％;298K，吸附時(shí)間為3.5h，投加量為5g/L，pH6.0條件下，改性蒙脫土（交聯(lián)殼聚糖單元體分子物質(zhì)的量與聚羥基鋁柱撐蒙脫土陽(yáng)離子交換量比為0.45∶1）對(duì)Pb(Ⅱ)的去除率為99％;298K，吸附時(shí)間為2h，投加量為25g/L，pH5.4條件下，改性蒙脫土（交聯(lián)殼聚糖單元體分子物質(zhì)的量與聚羥基鋁柱撐蒙脫土陽(yáng)離子交換量比為0.6∶1）對(duì)Cr(Ⅵ)的去除率為95％。吸附

5、動(dòng)力學(xué)過程符合準(zhǔn)二級(jí)反應(yīng)方程的描述，表明吸附過程是化學(xué)吸附;內(nèi)部擴(kuò)散方程表明表面及空隙內(nèi)擴(kuò)散聯(lián)合控制吸附過程;Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的熱力學(xué)參數(shù)△G＜0，△H＜0，△S＜0，Cr(Ⅵ)的熱力學(xué)參數(shù)△G＜0，△H＞0，△S＞0; Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)符合Freundlich等溫吸附模型，Cr(Ⅵ)符合Langmuir等溫吸附模型和Temkin等溫吸附模型。考察了HNO3和EDTA對(duì)吸附劑的脫附能力，HNO3溶液對(duì)Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)有

6、較高的脫附率。
　　4、研究了交聯(lián)殼聚糖/聚羥基鋁改性蒙脫土對(duì)Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的競(jìng)爭(zhēng)吸附性能?？疾炝巳芤簆H，離子初始濃度，溶液離子強(qiáng)度對(duì)吸附效果的影響，結(jié)果表明:Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)存在于水溶液中被吸附時(shí)表現(xiàn)為拮抗效應(yīng)，且此效應(yīng)顯著程度隨pH升高而減弱，改性蒙脫土對(duì)兩種金屬離子的吸附選擇性順序?yàn)?Cu(Ⅱ)＞Pb(Ⅱ);一種金屬的吸附量在另一種金屬初始濃度增加時(shí)基本不變，低濃度條件下，吸附競(jìng)爭(zhēng)系數(shù)受濃度影響較大;離子強(qiáng)度