魔芋葡甘聚糖丙烯腈接枝共聚改性及其對(duì)重金屬離子的吸附性能研究.pdf

1、隨著我國(guó)現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)廢水的排放量越來(lái)越大，對(duì)我國(guó)水資源的污染也日益嚴(yán)重，所以對(duì)重金屬?gòu)U水的處理得到更多的關(guān)注。工業(yè)廢水成分復(fù)雜，含有多種重金屬離子，如能回收利用將具有重要的環(huán)境保護(hù)與資源再利用價(jià)值。因此，研究制備既能高效處理工業(yè)廢水污染，又能有效分離、回收重金屬離子的吸附材料成為了研究熱點(diǎn)。 本文以魔芋葡甘聚糖(KGM)為原料，通過(guò)魔芋葡甘聚糖與丙烯腈接枝共聚反應(yīng)，制備了改性重金屬吸附劑，通過(guò)二次旋轉(zhuǎn)正交組合設(shè)計(jì)確定了

2、最佳制備條件，研究了該條件下的接枝反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。同時(shí)從吸附容量、吸附動(dòng)力學(xué)、吸附熱力學(xué)、介質(zhì)酸度影響、吸附選擇性以及吸附劑再生等方面研究了改性魔芋葡甘聚糖吸附劑對(duì)Cu<'2+>、Cd<'2+>、Cr<'3+>、pb<'2+>四種重金屬離子的靜態(tài)吸附性能。 其主要結(jié)果如下： 1、研究了制備魔芋葡甘聚糖丙烯腈接枝共聚產(chǎn)物的工藝條件，通過(guò)二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化，根據(jù)SAS分析得出最佳制備條件：?jiǎn)误w濃度1.7m

3、ol/L，反應(yīng)溫度51℃，反應(yīng)時(shí)間3h。 2.對(duì)魔芋葡甘聚糖與丙烯腈接枝共聚反應(yīng)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究表明，魔芋葡甘聚糖與丙烯腈接枝共聚反應(yīng)符合自由基聚合反應(yīng)。在低引發(fā)劑濃度下，魔芋葡甘聚糖與丙烯腈接枝共聚反應(yīng)初期的接枝反應(yīng)速率與反應(yīng)物濃度之間的關(guān)系為：Rg=A×exp<'-E<,a>/RT>×[CAN]<'0.5>×[AN]×[KGM]<'0.5>反應(yīng)過(guò)程的表觀活化能Ea為22.08KJ/mol。 3、通過(guò)傅立葉紅外光譜

4、、拉曼光譜、X-射線衍射光譜、掃描電鏡以及差示量熱掃描儀等現(xiàn)代儀器分析手段，對(duì)制備的改性魔芋葡甘聚糖進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明接枝反應(yīng)后魔芋葡甘聚糖分子引入了羧基和腈基官能團(tuán)，但主鏈一級(jí)結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化。 4、研究了改性魔芋葡甘聚糖對(duì)Cu<'2+>、Cd<'2+>、Cr<'3+>以及pb<'2+>的吸附性能。結(jié)果表明，改性魔芋葡甘聚糖對(duì)四種重金屬離子的飽和吸附容量(mg/g)pb<'2+>>Cu<'2+>>Cd<'2+>>Cr<'

5、3+>；吸附初期改性魔芋葡甘聚糖對(duì)Cr<'3+>的吸附速率最大，Cu<'2+>、pb<'2+>次之，Cd<'2+>最??；改性魔芋葡甘聚糖對(duì)Cu<'2+>、Cd<'2+>、Cr<'3+>以及pb<'2+>的吸附具有Langmuir等溫吸附的特點(diǎn)，吸附為單分子層吸附，改性魔芋葡甘聚糖對(duì)金屬離子的吸附是吸熱過(guò)程，結(jié)合pH對(duì)吸附性能的影響結(jié)果，可推測(cè)其屬于化學(xué)吸附；用稀鹽酸做再生劑，改性魔芋葡甘聚糖可重復(fù)使用；改性魔芋葡甘聚糖在分離、富集、回收