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文檔簡介
1、重金屬污染已成為當今最為嚴重的問題之一,直接危害人類和生物的健康。目前最常用的的方法為吸附法。為了解決目前螯合劑無法兼?zhèn)淞己脧姸扰c螯合特性的問題,本文以球磨后的褐煤超微煤粉、聚乙烯亞胺(PEI)為原料制備出一種新型煤/PEI交聯(lián)復合螯合吸附劑。變質程度較低的褐煤被選擇做為研究原材料,利用高能球磨制得超微煤粉,通過反應將聚乙烯亞胺(PEI)接枝到超微煤粉表面,并使其交聯(lián)成型制得煤/聚乙烯亞胺交聯(lián)復合螯合吸附劑。該反應分為兩部進行:接枝和交
2、聯(lián)。接枝階段考察了以下因素:接枝方法、偶聯(lián)劑的種類和用量以及接枝反應的時間和溫度;交聯(lián)階段考察了:交聯(lián)劑的種類和用量,交聯(lián)反應的時間和溫度等因素。采用單因素法,根據(jù)重金屬離子的吸附量情況來確定出最佳的制備工藝。考察了最佳條件下制備的煤/PEI交聯(lián)復合螯合吸附劑分別對重金屬離子Pb2+、Cu2+、Cd2+吸附動力學和等溫線,并進行線性擬合。
結果表明,煤/PEI交聯(lián)復合螯合吸附劑的最佳制備工藝及參數(shù)為:接枝反應階段:通過機械力偶
3、聯(lián)方式利用KH550制得改性煤粉,KH550用量為煤粉質量的3%;接枝溫度為40℃,時間為4h,煤粉與PEI質量比為30:1;交聯(lián)反應階段:在堿性條件下,選擇環(huán)氧氯丙烷作為交聯(lián)劑,交聯(lián)溫度、時間分別為40℃和3h。對重金屬離子Cu2+、Pb2+、Cd2+吸附量分別為59.88 mg?g-1,48.54mg?g-1,40.24mg?g-1,且均符合二級動力學和Langmuir等溫式。
對褐煤煤粉、接枝產物、終產物以及吸附重金屬離
4、子的物理、化學結構和性質的分析表征主要采用工業(yè)元素分析、紅外光譜分析(FTIR)、掃描電鏡(SEM)、N2吸附等方式,以確定制備以及吸附機理。
褐煤煤粉的主要吸收峰為:在2920cm-1、1457cm-1、803cm-1附近為-CH2振動吸收峰,1035cm-1為Si-O對稱伸縮振動峰,1618cm-1附近為C-N-H的弱振動吸收峰。比較接枝煤粉的紅外光譜圖與褐煤煤粉的紅外光譜圖可以看出,C-N-H的振動吸收增強。因此可以確定
5、聚乙烯亞胺(PEI)接枝到煤粉表面。終產物主要吸收峰為:2870cm-1和1475cm-1處為C-H鍵的伸縮振動,3100cm-1處的較大寬峰位-COOH與C-H鍵共同形成,1250cm-1處為芳烴中C-H吸收峰,1650cm-1處的強烈吸收峰為C=O伸縮振動。吸附重金屬離子后的主要吸收峰為:3417cm-1N-H伸縮振動,1629cm-1N-H彎曲振動,1400 cm-1強峰明顯,為C-N伸展酰胺。通過峰值的出現(xiàn)、消失和振動的增強和減
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