黃麻羧基改性與在模擬銅污染處理中的吸附行為研究.pdf

1、重金屬及其化合物廣泛存在于礦山開采、金屬冶煉、機械制造、電鍍等行業(yè)，會產(chǎn)生大量有毒有害廢水，給水體環(huán)境、水生生物甚至人類健康帶來嚴重威脅。隨著工業(yè)技術的不斷發(fā)展，重金屬的突發(fā)性污染事故頻繁發(fā)生。黃麻作為自然界存在的可再生天然高分子聚合物，具有性能好、強度高的優(yōu)點，在處理突發(fā)性水污染事故中具有不需裝袋、現(xiàn)場適用性強、易于回收的環(huán)境效益。本文研制了一種改性黃麻纖維吸附材料，以重金屬Cu(Ⅱ)為目標污染物，研究了改性黃麻吸附處理含Cu(Ⅱ)污

2、水工藝，并對均苯四甲酸二酐改性黃麻的反應機制及改性黃麻對Cu(Ⅱ)的吸附機制進行了探討。
　　利用均苯四甲酸二酐與纖維上羥基之間的酯化作用對黃麻進行了改性，以對Cu(Ⅱ)的吸附量為評價指標，用單因素和正交試驗得出材料的最佳制備工藝條件為：用15％的NaOH溶液預處理10min，將均苯四甲酸二酐與黃麻按2:1的質(zhì)量比反應，調(diào)節(jié)恒溫水浴溫度90℃，反應時間為0.5h，最后對材料進行一系列后處理得成品吸附材料。
　　以Cu(Ⅱ)為

3、處理對象，研究了改性黃麻吸附材料處理含Cu(Ⅱ)廢水的靜態(tài)工藝。靜態(tài)工藝在恒溫水浴搖床內(nèi)進行，最佳吸附條件為：改性黃麻材料0.1～0.2g、環(huán)境溫度、溶液pH條件下吸附處理15min后Cu(Ⅱ)吸附量最高，具有廣闊的應用范圍。在最佳吸附工藝條件下干擾離子對Cu(Ⅱ)吸附量的影響順序為：Ca(Ⅱ)>Mg(Ⅱ)>K(Ⅰ)>Na(Ⅰ)；影響最大的鈣離子濃度越大對Cu(Ⅱ)吸附量影響越大。經(jīng)過吸附材料再生實驗得到EDTA-2Na對該材料具有較好

4、的再生性，再生后重復利用使Cu(Ⅱ)得到濃縮并回收，具有很好的應用前景。改性黃麻對Cu(Ⅱ)的吸附符合Langmuir模型，為單分子層吸附。由吸附動力學擬合得黃麻對Cu(Ⅱ)的吸附更符合擬二級動力學模型，和Arrhenius方程的擬合均說明該吸附為化學吸附。通過吸附熱力學研究結(jié)果得到，該吸附系統(tǒng)是自發(fā)進行的吸熱過程，且吸附機制含有物理吸附。
　　在自制吸附柱內(nèi)研究了改性黃麻吸附材料處理含Cu(Ⅱ)廢水的動態(tài)吸附工藝。結(jié)果表明：較短

5、吸附柱填料高度、較大的初始濃度和較高的滲透速率條件下，穿透時間較短；改性黃麻較原態(tài)黃麻有更好的處理效果，與靜態(tài)實驗結(jié)果一致。Thomas和Yoon-Nelson模型能夠很好地擬合改性黃麻動態(tài)吸附Cu(Ⅱ)的行為，其模型的相關擬合參數(shù)以及穿透曲線能夠為改性黃麻纖維材料在突發(fā)性重金屬污染中的應用提供可靠的設計參數(shù)信息。明渠模擬實驗臺結(jié)果表明：改性黃麻對突發(fā)性Cu(Ⅱ)污染廢水具有一定的處理效果。
　　綜上所述，本文制備的改性黃麻纖維吸