采用綠色表面活性劑水基泡沫去除Pb(Ⅱ)-Zn(Ⅱ)重金屬污染的探索研究.pdf

1、隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，重金屬污染形勢越來越嚴峻。重金屬危害大，難以降解，對水體及土壤可造成嚴重的傷害，因此發(fā)展行之有效的重金屬污染治理技術(shù)迫在眉睫。近年來，水基泡沫在治理工業(yè)廢水和污染土壤中的重金屬污染方面的前景引起人們的普遍關(guān)注，研究水基泡沫去除重金屬污染過程中的微觀機制，并發(fā)展采用綠色表面活性劑水基泡沫治理重金屬污染的技術(shù)有著非常重要的意義。本論文通過量子化學量化研究重金屬離子與表面活性劑之間的相互作用指導綠色起泡劑的確定，并探究了烷

2、基乙氧基羧酸鹽水基泡沫的性能及在含重金屬的情況下泡沫性能增強的機制，利用該綠色表面活性劑形成水基泡沫高效去除水溶液及電池廠廢水中的鉛鋅離子。此外，本文采用二氧化硅顆粒構(gòu)建孔隙介質(zhì)，探究了水基泡沫去除孔隙介質(zhì)中重金屬離子的性能，所獲得的認識為采用水基泡沫治理重金屬污染土壤提供了理論支持，揭示了水基泡沫治理土壤污染的優(yōu)勢與應用前景。
　　本論文主要分為三個部分:
　　第一部分為水基泡沫體系的設(shè)計及其泡沫性質(zhì)的研究。通過量子化學計

3、算表面活性劑與鉛鋅離子之間的相互作用，確定采用新型綠色表面活性劑烷基乙氧基羧酸鹽(C13EC)作為泡沫分離法的發(fā)泡主劑，測定了該表面活性劑的表面活性，對該體系在有無重金屬離子存在下的泡沫性質(zhì)進行了表征，包括靜態(tài)穩(wěn)定性，動態(tài)穩(wěn)定性，泡沫液膜的粘彈性及微硬度等。研究結(jié)果表明，在有重金屬離子存在的情況下，C13EC泡沫的穩(wěn)定性不僅沒有降低，反而進一步增強，主要是由于表面活性劑分子與重金屬離子之間的靜電相互作用使得表面活性劑在氣液界面的吸附更加

4、緊密，進而增強了泡沫液膜的強度，使得泡沫穩(wěn)定性增強。
　　第二部分研究了C13EC水基泡沫去除水溶液中鉛鋅離子的性能，并探究了在治理含鉛鋅離子廢水的應用效果，分別對模擬廢水，稀釋電池廠廢水及真實電池廠廢水開展了研究工作。在此過程中，探究了表面活性劑的濃度，重金屬離子的類型，溶液的pH，廢水的稀釋比率等因素對水基泡沫去除重金屬污染效率的影響。結(jié)果表明，在模擬廢水及稀釋廢水中，水基泡沫可實現(xiàn)對鉛鋅離子的高效去除，去除率達到99％以上。

5、此外，通過采用表面活性劑復配協(xié)同的方法，拓寬了原體系的酸堿適用范圍，利用沉淀法-水基泡沫聯(lián)用的方式對電池廠工業(yè)廢水中鉛鋅離子去除效率可達99％以上。還探索了通過泡沫模板合成金屬納米顆粒，實現(xiàn)了泡沫分離后鉛離子的回收，為重金屬離子的循環(huán)利用提供了可行性方案。
　　第三部分內(nèi)容主要是探索了水基泡沫去除固體孔隙介質(zhì)中的重金屬離子的性能，采用二氧化硅固體顆粒組建孔隙介質(zhì)，探究泡沫在氣液固三相共存下的性質(zhì)，探究了C13EC水基泡沫在治理固體