廉價天然高分子吸附劑的制備與應(yīng)用.pdf

1、隨著工業(yè)不斷發(fā)展與人類活動的加劇,水污染問題日益突出,嚴(yán)重影響著人類的生產(chǎn)與生活環(huán)境。另一方面,天然高分子因具有種類多樣、分布廣泛,及環(huán)境友好等優(yōu)點而受到關(guān)注。本文立足于水處理劑與高分子前沿,為了在有效水處理的同時,大幅度降低水處理劑的成本,使用廉價天然高分子作為水處理劑,即:分別選用資源豐富而且廉價的豆渣為天然有機(jī)高分子,以資源十分豐富的黃土為天然無機(jī)高分子原料,采用簡單方法提取或改性,制備具有高效吸附性能的高分子材料。并將其用在重金

2、屬離子和染料廢水處理中,以期低成本獲得吸附性能高,無二次污染且可再生的廉價高分子吸附劑。
　　本研究主要內(nèi)容包括：首先,介紹了水體污染物的主要來源與水處理方法,綜述了天然高分子材料、農(nóng)林廢棄物材料在廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)展,并提出廉價天然高分子為原料制備高分子吸附劑。第二,以新鮮豆渣為原料,用無毒可食性洗脫劑處理,提取了豆渣高分子吸附劑(SHR),采用紅外光譜(FT-IR)、熱重分析(TG)、X光電子能譜(XPS)、元素分析、X射線(

3、XRD)和掃描電鏡(SEM)對SHR的分子結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、微觀形態(tài)及顆粒表面形態(tài)進(jìn)行了表征和分析。結(jié)果表明:豆渣高分子主要由纖維素、木質(zhì)素和少量糖蛋白組成,豆渣是一種無毒、生物相容、可食的天然高分子。第三,研究了豆渣高分子吸附劑對有害金屬離子(Pb2+)、染料(亞甲基藍(lán)、孔雀石綠)的吸附性能?？疾炝宋絼┯昧?、吸附液初始濃度、pH值、吸附時間和溫度對吸附性能的影響,并對其吸附等溫模型和動力學(xué)進(jìn)行了探討。結(jié)果表明:SHR對Pb2+的去除率

4、可達(dá)99.1％,吸附符合Langmuir等溫模型和準(zhǔn)二級動力學(xué)吸附模型,且吸附過程是自發(fā)進(jìn)行的。SHR對亞甲基藍(lán)吸附的使用溫度與pH值范圍較廣。SHR對MB的去除率高達(dá)97.0%,吸附等溫線符合Langmuir等溫模型,吸附動力學(xué)符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型。SHR對MG去除率可達(dá)98.0%。SHR對MG的吸附pH和溫度使用的溫度范圍較寬。吸附符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型和Langmuir等溫式。第四,以天然無機(jī)高分子黃土為原料,用有機(jī)小分子二硫化碳對

5、其進(jìn)行改性,制備黃原酸化黃土(XLC)。運用FTIR、元素分析、TG/DTA、XRD、SEM等表征方法對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。第五,研究了黃原酸化黃土對廢水中有害金屬離子(Cu2+)、染料(孔雀石綠)的脫除性能?？疾炝宋街饕绊懸蛩?結(jié)果表明:黃原酸化黃土對Cu2+的去除率可達(dá)99.4%,吸附容量可達(dá)307.1 mg/g。XLC對Cu2+的吸附符合Langmuir等溫模型和準(zhǔn)二級動力學(xué)吸附模型。黃原酸化黃土對孔雀石綠的去除率可達(dá)99.4%

6、,吸附容量為968.8 mg/g。XLC對MG的吸附溫度和pH適用范圍較廣,吸附符合Freundlich等溫模型和準(zhǔn)二級動力學(xué)模型?？傊?本文分別以豆渣、黃土為廉價天然高分子原料,經(jīng)過簡單處理或改性后用于有害物質(zhì)的脫除。其中,豆渣高分子是一種無毒、生物相容、可食的天然高分子。因此,所提取豆渣高分子吸附劑是一類可食性高分子吸附劑,可用于重金屬離子的急性解毒劑。黃土在我國分布很廣,是一種來源十分豐富的無機(jī)高分子,改性黃土吸附劑對重金屬離子和