天然高分子的改性及對(duì)重金屬捕集性能的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,含重金屬?gòu)U水的排放量越來(lái)越大,水質(zhì)也更加復(fù)雜,所以對(duì)重金屬?gòu)U水的處理,得到環(huán)保工作者更多的重視.在研究治理此類(lèi)廢水時(shí),大家達(dá)成一個(gè)共識(shí):有效的處理方法應(yīng)該具有高效、方便、不會(huì)產(chǎn)生二次污染的特點(diǎn).正是基于這一共識(shí),該論文合成兩類(lèi)新型、高效的重金屬捕集劑.新型捕集劑的合成是以天然高分子(淀粉和殼聚糖)為原料,通過(guò)高分子反應(yīng),將螯合基團(tuán)引入高分子骨架.因此,所合成的重金屬捕集劑兼具天然高分子與接入功能基的優(yōu)點(diǎn),對(duì)水體中重金

2、屬鍵合力強(qiáng)、沉降速率快、使用方便、安全,且捕集劑本身易降解.首先,論文以玉米淀粉為原料,經(jīng)交聯(lián)、間接醚化、胺化反應(yīng)得到氨基淀粉,氨基淀粉進(jìn)一步與CS2進(jìn)行親核加成反應(yīng),合成了二硫代氨基甲酸改性淀粉(DTCS).實(shí)驗(yàn)證明,氨基淀粉和DTCS都是可以再生的重金屬捕集劑.另一種高分子捕集劑的合成是以帶有自由氨基的殼聚糖(CTS)為原料,通過(guò)在堿性介質(zhì)中與CS2的親核加成反應(yīng),合成了二硫代氨基甲酸改性殼聚糖(DTC-CTS).實(shí)驗(yàn)證明,CTS和

3、DTC-CTS對(duì)重金屬也具有捕集效果.其次,在對(duì)重金屬的捕集性能研究中,以銅、鉛、鋅為研究對(duì)象,借助多種分析方法、吸附模型、螯合理論等,對(duì)四種捕集劑去除溶液中重金屬的性能進(jìn)行了深入的研究.四種捕集劑螯合去除銅、鉛、鋅的性能存在異同.對(duì)三種金屬的選擇性實(shí)驗(yàn)表明,氨基淀粉捕集重金屬的強(qiáng)弱順序?yàn)?銅>鋅>鉛,而其余三種捕集劑表現(xiàn)為:銅>鉛>鋅;經(jīng)DTC改性的捕集劑具有突出的優(yōu)點(diǎn),即其pH適用范圍更大、與金屬的鍵合力更強(qiáng)、捕集速度加快、對(duì)重金屬

4、捕集量更大;改性淀粉比帶有相同功能基的殼聚糖具有更好的捕集重金屬性能.不論是理論上的依據(jù),還是所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果都證明,與小分子量有機(jī)捕集劑以及中和沉淀法相比,該文所合成的新型的改性天然高分子捕集劑都具有更優(yōu)良的重金屬捕集性能,使用方便、安全、用量小,能同時(shí)去除多種重金屬,性能穩(wěn)定.高分子捕集劑去除重金屬的機(jī)理,可以從光譜學(xué)、高分子效應(yīng)、功能基的螫合性能、量子化學(xué)計(jì)算、軟硬酸堿理論以及"平行類(lèi)比原則"等原理上得到較全面的解釋.這些理論上的解釋