檸檬酸修飾油菜秸稈對(duì)染料和重金屬的吸附性能及機(jī)理研究.pdf

1、本研究以農(nóng)林廢棄物油菜秸稈為基質(zhì)，選用檸檬酸為多官能團(tuán)小分子對(duì)其進(jìn)行表面修飾，制備出一種新型生物吸附材料，并利用現(xiàn)代分析儀器對(duì)其形貌特征及表面元素特性進(jìn)行了表征。研究了該吸附劑對(duì)染污染物染料（孔雀石綠及中性紅）及重金屬離子（Pb（II）及Cd（II））的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)的吸附行為，并對(duì)其吸附機(jī)理進(jìn)行探討。同時(shí)考察了該吸附劑的再生性能。主要研究工作和結(jié)果如下：
　?。?）檸檬酸修飾油菜秸稈新型吸附材料的合成與表征
　　本實(shí)驗(yàn)采用檸檬

2、酸對(duì)油菜秸稈進(jìn)行修飾，并用SEM及XPS等現(xiàn)代儀器方法對(duì)產(chǎn)物表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。SEM表征結(jié)果表明油菜秸稈具有多纖維狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)有利于吸附的進(jìn)行；XPS表征結(jié)果表明檸檬酸修飾油菜秸桿后，活性基團(tuán)明顯增多，說(shuō)明接枝改變了秸桿表面的元素構(gòu)成，檸檬酸成功的接枝到油菜秸稈上，接枝反應(yīng)達(dá)到了預(yù)期效果。
　?。?）檸檬酸修飾油菜秸稈對(duì)染料靜態(tài)吸附性能及機(jī)理研究
　　檸檬酸修飾油菜秸稈對(duì)中性紅和孔雀石綠靜態(tài)吸附的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在吸附劑

3、投加量為1.2g/L，pH為兩種染料自身 pH，吸附時(shí)間為180min，初始濃度為400mg/L，吸附溫度為25℃條件下，修飾油菜秸稈對(duì)中性紅和孔雀石綠有最佳的去除效果，去除率分別達(dá)到99％和95%；檸檬酸修飾油菜秸稈對(duì)這兩種染料都有較強(qiáng)的吸附能力，實(shí)驗(yàn)所得中性紅和孔雀石綠的最大吸附容量分別為387.3mg/g和390.5mg/g。Langmuir等溫吸附模型和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型較能好的模擬油菜秸稈對(duì)中性紅和孔雀石綠的吸附過(guò)程，說(shuō)明吸附屬

4、于單分子層吸附，吸附過(guò)程屬于化學(xué)吸附。
　?。?）檸檬酸修飾油菜秸稈對(duì)染料動(dòng)態(tài)吸附性能及機(jī)理研究
　　檸檬酸修飾油菜秸稈對(duì)中性紅和孔雀石綠動(dòng)態(tài)吸附的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在吸附劑用量為0.2g，pH為兩種染料自身pH，流速為5mL/min，初始濃度為400mg/L條件下，修飾油菜秸稈對(duì)中性紅和孔雀石綠有較好的去除效果，對(duì)中性紅的穿透時(shí)間和吸附柱飽和時(shí)間分別為65min和90min，對(duì)孔雀石綠的穿透時(shí)間和吸附柱飽和時(shí)間分別為70min

5、和95min。Thomas模型很好的模擬油菜秸稈對(duì)中性紅和孔雀石綠的動(dòng)態(tài)吸附過(guò)程，動(dòng)態(tài)吸附染料是單分子層吸附，而且沒有軸向擴(kuò)散。
　　（4）檸檬酸修飾油菜秸稈對(duì)重金屬靜態(tài)吸附性能及機(jī)理研究
　　檸檬酸修飾油菜秸稈對(duì)Pb2+和Cd2+靜態(tài)吸附的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在吸附劑投加量分別為1.2g/L和2g/L，pH為兩種金屬離子自身pH，吸附時(shí)間為180min，，初始濃度分別為200mg/L和50mg/L，吸附溫度為25℃的條件下，修飾

6、油菜秸稈對(duì)Pb2+和Cd2+有最佳的去除效果，去除率分別為98%和95%。檸檬酸修飾油菜秸稈對(duì)Pb2+和Cd2+有較強(qiáng)的吸附能力，實(shí)驗(yàn)所得Pb2+和Cd2+的最大吸附容量分別為164mg/g和26.6mg/g。動(dòng)Langmuir等溫吸附模型和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型可以很好的模擬油菜秸稈對(duì)Pb2+和Cd2+的吸附過(guò)程，吸附屬于單分子層吸附，吸附過(guò)程屬于化學(xué)吸附。
　?。?）檸檬酸修飾油菜秸稈對(duì)重金屬動(dòng)態(tài)吸附性能及機(jī)理研究
　　檸檬酸

7、修飾油菜秸稈對(duì)Pb2+和Cd2+動(dòng)態(tài)吸附的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在吸附劑用量為0.2g，pH為兩種染料自身pH，流速為5mL/min，初始濃度分別為為200mg/L和50mg/L條件下，修飾油菜秸稈對(duì)Pb2+和Cd2+具有較好的去除效果，對(duì)Pb2+的穿透時(shí)間和吸附柱飽和時(shí)間分別為30min和55min，對(duì)Cd2+的穿透時(shí)間和吸附柱飽和時(shí)間分別為30min和65min。Thomas模型很好的模擬油菜秸稈對(duì)Pb2+和Cd2+的動(dòng)態(tài)吸附過(guò)程，動(dòng)態(tài)吸附