谷殼纖維素的改性及其對重金屬離子吸附性能的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，工業(yè)污染已經(jīng)成為現(xiàn)如今急需解決的問題，尤其是工業(yè)污染中重金屬廢水的污染問題。如何降低重金屬廢水對水體和土壤造成的危害，是環(huán)境保護工作者目前面臨的重大問題。目前，重金屬處理技術(shù)有化學(xué)沉淀法、絮凝法、離子交換法、電催化氧化法、膜分離技術(shù)和吸附法等。這些處理方法中生物吸附法具有基體材料廉價易得、來源廣泛、吸附有效環(huán)保等優(yōu)點，其中農(nóng)林廢棄物更是成為基體材料選擇的研究熱點。
　　本文選用農(nóng)林廢棄物谷殼為原料，將粉

2、碎后的谷殼堿化處理后，通過環(huán)氧化、氨基乙酸化和氯乙酸化、酯化、胺化制備了兩種對重金屬有吸附作用的吸附材料。采用紅外光譜分別對兩種吸附材料改性前后的結(jié)構(gòu)進行表征，通過靜態(tài)吸附實驗，考察了溶液pH、吸附時間和溶液初始濃度對谷殼改性材料吸附性能的影響，并根據(jù)其吸附行為進行吸附動力學(xué)和吸附等溫線擬合。吸附動力學(xué)擬合結(jié)果表明，亞氨基二乙酸谷殼纖維素(IDACC)和酰胺基谷殼纖維素(CMCA)吸附Cu2+的動力學(xué)模型都符合準(zhǔn)二級動力學(xué)，反應(yīng)速率的控

3、制步驟是化學(xué)反應(yīng);吸附等溫線擬合結(jié)果表明，IDACC和CMCA對Cu2+的吸附都符合Langmuir等溫吸附，且都屬于單分子層吸附。
　　在研究吸附Cu2+模擬廢水的基礎(chǔ)上，對實際廢水進行吸附實驗，考察了所制備的兩種改性材料在實際應(yīng)用中的可行性。實驗結(jié)果表明廢水的pH對吸附效果有一定的影響，廢水pH值為8時CMCA吸附效果最好，而廢水pH值為6-7時IDACC吸附效果好。當(dāng)IDACC的投加量為2g時，廢水中所含重金屬離子的濃度都達

4、到排放標(biāo)準(zhǔn)，而CMCA在除了Cd2+之外，投加量為0.7g時其他三種重金屬離子含量達到排放標(biāo)準(zhǔn)。CMCA和IDACC這兩種材料對重金屬離子的吸附熱效應(yīng)完全不同，CMCA與重金屬離子之間的吸附作用是放熱過程，IDACC與重金屬離子之間的吸附作用是吸熱過程。經(jīng)過5次再生實驗，IDACC呈現(xiàn)出良好的再生性能，重金屬離子去除率能達到78％以上，而CMCA對四種重金屬的再生性能沒有IDACC的性能好，特別是再生后對Cd2+的吸附性能表現(xiàn)出很差的效