磁性PEI功能化汽爆秸稈的制備及吸附性能研究.pdf

1、許多工業(yè)生產(chǎn)過程都會產(chǎn)生大量含鉛、鉻等的重金屬廢水，這些廢水已成為生態(tài)環(huán)境的重要污染源，并直接或間接地對人類健康造成極大的危害。吸附法工藝設(shè)備簡單、易操作、成本低廉，是重金屬廢水處理領(lǐng)域最常用的技術(shù)，但傳統(tǒng)的吸附法常用的吸附劑為活性炭，其價格昂貴，再生困難。因此，尋找價格低廉的新型生物吸附材料具有重要意義。本文以汽爆秸稈為基質(zhì)，采用戊二醛交聯(lián)劑法制備了磁性聚乙烯亞胺功能化汽爆秸稈(Fe3O4-PEI-SERS)吸附劑。通過SEM、XRD

2、、FT-IR、XPS和VSM等手段表征了材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，測定了Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)離子在Fe3O4-PEI-SERS上的吸附性能，并探討了相關(guān)的吸附機(jī)理。該研究對于以農(nóng)業(yè)秸稈為原料的吸附劑的研制開發(fā)和應(yīng)用具有一定的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在堿性條件下，以汽爆秸稈為基質(zhì)，戊二醛為交聯(lián)劑將聚乙烯亞胺(PEI)接枝到汽爆秸稈上，同時包埋四氧化三鐵(Fe3O4)，進(jìn)而制備Fe3O4-PEI-SERS。研究了各種藥劑

3、與秸稈投加量、反應(yīng)溫度和時間等因素對所制吸附材料產(chǎn)率和吸附性能的影響，確定了最優(yōu)制備條件。研究結(jié)果表明:當(dāng)秸稈投加量為0.15g、PEI(濃度30％)1.3mL、戊二醛(濃度2.5％)6mL、氫氧化鈉(NaOH)0.2g、四氧化三鐵0.04g，反應(yīng)溫度45℃，反應(yīng)時間3h時，得到的Fe3O4-PEI-SERS產(chǎn)率和吸附性能最優(yōu)。⑵通過SEM、XRD、FT-IR、XPS和VSM等手段表征了材料的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。由SEM結(jié)果可知，所制吸附劑結(jié)構(gòu)

4、較蓬松，其中交織著大量的汽爆秸稈纖維素，單根纖維素表面有大量附著物;;FT-IR和XPS測試結(jié)果表明，戊二醛交聯(lián)劑法將PEI成功修飾到秸稈表面;XRD分析結(jié)果表明制備過程中并未改變Fe3O4的晶體結(jié)構(gòu)，F(xiàn)e3O4-PEI-SERS比飽和磁強(qiáng)度為4.88emu/g，在外加磁場的作用下能夠有效地實(shí)現(xiàn)磁分離。⑶以Pb(Ⅱ)為吸附質(zhì)，所制Fe3O4-PEI-SERS為吸附劑，考察了pH、吸附時間、吸附劑投加量、Pb(Ⅱ)初始濃度、溫度等因素對P