牡蠣殼制備水質(zhì)改良劑的研究.pdf

1、牡蠣殼具有特殊的物理構(gòu)造，對(duì)水體中許多污染物有良好的吸附作用，可利用其制備水質(zhì)改良劑。本文利用牡蠣殼粉的特殊結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，探討了其對(duì)水體中Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Cr(Ⅵ)等5種重金屬離子吸附性能，并研究了不同改性方法改性的牡蠣殼粉對(duì) Cd2+等污染物的吸附效果，在此基礎(chǔ)上，開發(fā)出以吸附重金屬為主的復(fù)合水質(zhì)改良劑，后者經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，對(duì)水體中的幾種主要污染物具有良好的吸附能力，可用于養(yǎng)殖水質(zhì)改良。
　　1）研究牡蠣殼粉對(duì)

2、水體中常見重金屬離子的吸附性能，實(shí)驗(yàn)中分別探討了牡蠣殼粉在不同添加量、吸附溫度、酸堿環(huán)境、吸附時(shí)間和重金屬離子濃度下對(duì)水體中 Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Cr(Ⅵ)的吸附情況，并進(jìn)行牡蠣殼粉吸附動(dòng)力學(xué)、吸附等溫線研究和SEM圖譜分析。結(jié)果顯示，牡蠣殼粉的最適宜吸附條件為常溫下，添加量1 g/L，溶液初始pH值為5.5，吸附時(shí)間為24 h，此時(shí)其對(duì)水體中濃度分別為1 mg/L的Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Cr(Ⅵ)

3、等5種重金屬離子的去除率分別為84.96%、76.77%、78.57%、51.99%和41.39%，且隨著溶液初始濃度的上升，牡蠣殼粉對(duì)5種重金屬離子的吸附量呈上升趨勢(shì)，飽和吸附量分別為9.43 mg/g、9.65 mg/g、9.03 mg/g、4.67 mg/g和1.83 mg/g。牡蠣粉對(duì)這5種重金屬離子的吸附符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程和Langmuir等溫模型。SEM圖譜表明吸附Cu2+、Zn2+、Pb2+的牡蠣殼粉表面均有二次固體生成

4、，吸附Cd2+、Cr(Ⅵ)的牡蠣殼粉表面無明顯現(xiàn)象。
　　2）在牡蠣殼粉水溶液中加入十二烷基磺酸鈉（SDS），制備了 SDS改性牡蠣殼粉，考察了不同 SDS添加量、改性時(shí)間、改性溫度和改性溫度對(duì)改性效果的影響，通過正交試驗(yàn)探討最佳改性工藝，結(jié)果表明，各改性條件對(duì)牡蠣殼粉改性效果的影響主次順序依次為改性時(shí)間＞SDS添加量＞改性溶液 pH＞改性溫度。最佳改性工藝條件為：SDS用量為牡蠣殼粉質(zhì)量的15%，改性時(shí)間為120 min，改性溫

5、度為60℃，改性pH值為7。FTIR、SEM和EDS圖譜表明SDS對(duì)牡蠣殼粉的改性是成功的。改性后的牡蠣殼粉對(duì)Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+的去除率顯著提高，去除率分別可達(dá)98.35%、98.01%、93.29%、95.63%。
　　3）將牡蠣殼粉分別置于200℃、300℃、400℃、500℃、600℃馬弗爐中恒溫煅燒5 h，冷卻、過篩，制備了熱改性牡蠣殼粉，并對(duì)其進(jìn)行吸附性能研究和表征。結(jié)果表明，隨著牡蠣殼粉煅燒溫度的升

6、高，重金屬離子的去除率都有所上升。600℃煅燒后的牡蠣殼粉對(duì)濃度分別為1 mg/L的Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+、Cr(Ⅵ)的吸附率分別可達(dá)98.23%、95.41%、95.25%、79.32%、79.35%，F(xiàn)TIR、SEM和EDS圖譜表明此時(shí)牡蠣殼粉的主要成分為CaCO3和CaO。
　　4）通過篩選實(shí)驗(yàn)選擇膨潤(rùn)土為水質(zhì)改良劑的輔料，將牡蠣殼粉與膨潤(rùn)土按質(zhì)量比為2：1的比例混合，采用制丸機(jī)制備了水質(zhì)改良劑。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，