水稻秸稈陰離子吸附劑的制備及其性能研究.pdf

1、中國(guó)水稻秸稈資源豐富，但是大部分卻沒有得到合理的利用，而是被直接丟棄或焚燒，導(dǎo)致大量環(huán)境污染及安全事故的問題。富營(yíng)養(yǎng)化問題是當(dāng)今世界面臨的嚴(yán)峻的水污染問題之一，其主要是因?yàn)樗w中含有的氮、磷等可供藻類利用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過多，其中磷是藻類增殖的限制因子，是引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。本文在原有方法基礎(chǔ)上合成得到一種水稻秸稈陰離子吸附劑，并運(yùn)用于水中磷酸根的吸附研究。
　　本次研究以環(huán)氧氯丙烷作為醚化劑，以交聯(lián)劑乙二胺代替催化劑吡啶，

2、與三乙胺發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，通過接入季胺基團(tuán)，改變水稻秸稈的表面電性和對(duì)磷酸根的去除性能。在不同物料投加量、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度下，對(duì)水稻秸稈進(jìn)行修飾，通過單因素實(shí)驗(yàn)，以修飾后水稻秸稈對(duì)磷酸根的去除率及修飾水稻秸稈表面電性作為指標(biāo)，確定了最佳合成條件并到了最佳產(chǎn)物；并且利用現(xiàn)代分析技術(shù)，如掃描電鏡技術(shù)、元素分析技術(shù)、紅外光譜技術(shù)和多種化學(xué)方法等，對(duì)得修飾后水稻秸稈的結(jié)構(gòu)形貌、組成元素、比表面積和表面電荷進(jìn)行了表征，并與原水稻秸稈進(jìn)行了對(duì)比。

3、r>　　結(jié)果表明，在水稻秸稈修飾過程中，各物料配比和各階段的反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等都是影響合成效果較為關(guān)鍵的因素，因此在修飾過程中應(yīng)該嚴(yán)格控制各條件。修飾后水稻秸稈對(duì)磷酸根的最佳吸附條件是：pH4～10；吸附劑的投加量5g/L；溫度對(duì)吸附效果沒有太大的影響，因此實(shí)際的應(yīng)用不受季節(jié)氣溫的限制。修飾后的水稻秸稈除磷的效果很好，去除率達(dá)90%以上。
　　水稻秸稈修飾后，部分物化性質(zhì)發(fā)生了變化。在結(jié)構(gòu)形貌上，修飾后水稻秸稈表面更光滑，并且沿

4、縱向出現(xiàn)很多空腔；在元素含量上，修飾后水稻秸稈的含氮量大大增加；在表面電性上，修飾前水稻秸稈表面帶負(fù)電荷，修飾后水稻秸稈表面帶正電荷。
　　本研究還在實(shí)驗(yàn)室中通過靜態(tài)吸附法對(duì)修飾水稻秸稈對(duì)模擬水中磷酸根的吸附效果進(jìn)行了詳盡的研究；同時(shí)根據(jù)各種吸附動(dòng)力學(xué)模式，計(jì)算出相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)速率常數(shù)及反應(yīng)級(jí)數(shù)。結(jié)果表明，Langmuir模型適用于其對(duì)磷酸根的吸附，最大的吸附量達(dá)1.96 mmol/g。修飾后水稻秸稈對(duì)陰離子的去除速度很快，在15m