柚皮纖維素的制備、琥珀酸酐改性及其對重金屬離子的吸附性能研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,廢水的大量排放,土壤和水源中重金屬積累的加劇,重金屬的污染也日益嚴重。由于重金屬易通過食物鏈而生物富集,構(gòu)成對生物和人體健康的嚴重威脅。因此,如何有效地治理重金屬污染已成為人類共同關(guān)注的問題。
　　 本文以柚皮為原料,采用化學(xué)分離方法、通過單因素試驗和正交試驗對其中纖維素的提取工藝進行了研究。通過柚皮纖維素與琥珀酸酐反應(yīng),制備了改性柚皮纖維素(Cell5和Cell6),并通過現(xiàn)代儀器分析手段對其進行結(jié)構(gòu)表征。

2、同時從溫度影響、溶液pH影響、吸附動力學(xué)、等溫吸附試驗以及解析試驗等方面研究了改性柚皮纖維素對重金屬Cu2+和Pb2+吸附性能。
　　 其主要結(jié)果如下:
　　 1、通過單因素實驗,研究了提取過程中氫氧化鈉濃度、過氧化氫濃度、脫色溫度和脫色時間等工藝參數(shù),在此基礎(chǔ)上進行正交實驗,通過極差分析確定了最佳的工藝條件,即氫氧化鈉濃度為6％、過氧化氫濃度為10％、脫色時間30min和脫色溫度為30℃時,柚皮纖維素純度最佳,為67.

3、7％,產(chǎn)品為乳白色粉末,帶有略微柚香。
　　 2、在一定條件下,以吡啶為催化劑,柚皮纖維素與琥珀酸酐反應(yīng)制得改性產(chǎn)物。用傅里葉變換紅外光譜儀、X-射線衍射儀、掃描電子顯微鏡等分析手段,對其進行結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明改性后的柚皮纖維素分子引入了羧基和羥基官能團。
　　 3、研究了改性柚皮纖維素吸附重金屬離子的影響因素pH和溫度。結(jié)果表明,當溶液pH范圍在4.5-5.5、吸附溫度為25-30℃時、吸附體系為20mL、吸附劑質(zhì)量為

4、0.02g以及起始濃度為200ppm時吸附效率相對較高。
　　 4、研究了改性柚皮纖維素Cell5和Cell6對Cu2+和ab2+吸附動力學(xué)和等溫吸附試驗。結(jié)果表明,改性柚皮纖維素Cell5和Cell6對Cu2+和Pb2+的吸附是一個快速、穩(wěn)定的過程,吸附約為1h就達到了吸附平衡,吸附符合動力學(xué)二級反應(yīng)。吸附等溫線都非常符合Langmuir等溫吸附方程(R2=0.96-0.99),Cell5和Cell6對Cu2+的最大吸附容量分

5、別達到86.21mg/g和100.00mg/g。Cell5和Cell6對Pb2+的最大吸附量分別達到142.86mg/g和181.82mg/g。對經(jīng)過NaOH溶液處理的Cell6對Cu2+和Pb2+的的吸附效果明顯高于沒有經(jīng)過NaOH溶液處理的Cell5。
　　 5、在解吸附試驗中,用濃度為1mol/L的HCl溶液對吸附了一定濃度的Cu2+和pb2+的Cell6進行解析實驗,結(jié)果對Cu2+解析率達到90.8％,對Pb2+的解析率