殼聚糖改性石膏晶須及其汞吸附性能研究.pdf

1、石膏晶須又稱(chēng)硫酸鈣晶須（CSW），是一種成本較低、性?xún)r(jià)比較高而用途廣泛的新型無(wú)機(jī)材料，目前在涂料、橡膠、塑料、造紙等領(lǐng)域正獲得越來(lái)越多的應(yīng)用。已有人初步嘗試將石膏晶須用于含磷、油或染料等模擬廢水的凈化，顯示出一定效果。但是，石膏晶須在環(huán)境工程領(lǐng)域的研究應(yīng)用還相當(dāng)缺乏，尤其是石膏晶須對(duì)污染物的親和性較弱、穩(wěn)定性欠佳等方面都是需要系統(tǒng)解決的技術(shù)問(wèn)題。研究硫酸鈣晶須的表面改性方法，強(qiáng)化其對(duì)常見(jiàn)污染物的去除能力，無(wú)疑對(duì)拓展石膏晶須在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)

2、用潛力具有現(xiàn)實(shí)意義。
　　常規(guī)的硫酸鈣晶須的制備方法主要有水壓熱法和常壓酸化法兩種，但仍然存在工藝過(guò)程較復(fù)雜、生產(chǎn)成本偏高等不足。本論文采用反應(yīng)結(jié)晶法制備硫酸鈣晶須，系統(tǒng)探討了聚合物添加劑P123的濃度、溶液的過(guò)飽和度SI、溫度、溶液的pH值、反應(yīng)時(shí)間等操作條件對(duì) CSW的生長(zhǎng)習(xí)性和形貌的影響，結(jié)果表明：實(shí)驗(yàn)條件下，溶液的過(guò)飽和度、溫度、反應(yīng)時(shí)間是影響晶須形貌的關(guān)鍵因素，適量的P123有助于晶須長(zhǎng)徑比的改善，而pH值的影響則不明顯

3、。在30~60℃、過(guò)飽和度0.25~0.57、溶液pH=7左右、反應(yīng)時(shí)間為4~12 h的條件下，可制備出長(zhǎng)徑比大且形貌比較均勻的硫酸鈣晶須。反應(yīng)結(jié)晶法具有流程操作簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、效率較高的優(yōu)點(diǎn)。
　　為改善石膏晶須與重金屬的親和性，本文采用復(fù)合改性劑殼聚糖-己二酸對(duì)反應(yīng)結(jié)晶法制備出的硫酸鈣晶須進(jìn)行表面改性，研究了改性劑用量、改性溫度、改性 pH、攪拌速度等操作參數(shù)對(duì)改性產(chǎn)物用于實(shí)驗(yàn)室模擬廢水中重金屬汞（Hg2+）的凈化效果的影響

4、，結(jié)果表明：改性溫度、改性 pH、攪拌速度均對(duì)改性晶須吸附汞的效果有影響，溫度升高、攪拌速度增大，改性晶須吸附汞的效率呈上升趨勢(shì)；改性溶液pH值在7.5左右時(shí)，改性晶須吸附汞的效率達(dá)95％左右；改性劑的用量，即殼聚糖與己二酸的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)之比對(duì)改性晶須吸附汞的效率影響不明顯。
　　為了解殼聚糖-己二酸改性石膏晶須凈化二價(jià)汞的規(guī)律和機(jī)理，論文通過(guò)間歇吸附試驗(yàn)研究了改性石膏晶須凈化重金屬汞的過(guò)程，探討了吸附時(shí)間、pH值、吸附溫度、晶須用

5、量等操作條件對(duì)除汞效果的影響，同時(shí)考察了晶須對(duì)汞的吸附動(dòng)力學(xué)和吸附等溫線，并結(jié)合掃描電鏡（SEM）、紅外光譜分析以及熱重等分析手段來(lái)分析晶須除汞的機(jī)理。結(jié)果顯示：pH值是影響石膏晶須吸附汞效果的關(guān)鍵性因素，改性晶須對(duì)汞的吸附率隨pH值的增大呈現(xiàn)先增大后不變的趨勢(shì)，在pH=7.5時(shí)，晶須對(duì)二價(jià)汞的去除效果大于95％；在pH=7.5時(shí)，晶須除汞過(guò)程在2~3h左右完成。當(dāng)汞的初始濃度在1000~4000 ug/L的范圍內(nèi)時(shí)，晶須對(duì)汞的吸附與