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染料废水是重要的工业废水之一,严重威胁水环境安全。吸附法是染料废水处理中最具前景的技术之一。吸附剂是吸附法的核心基础。研发高效、经济、环保的吸附剂具有重要的工程实践意义和经济价值。壳聚糖(CS)是自然界中广泛存在的几丁质脱乙酰化的产物,因其可生物降解和易于改性的特点成为最有前景的吸附剂制备原材料之一。同时,与传统的吸附剂分离技术相比,磁性分离技术更高效、经济。因此,壳聚糖基磁性吸附剂成为近年来的研究热点之一。然而,目前已开发的磁性壳聚糖基吸附剂具有制备工艺复杂、吸附容量小和重复利用率低等不足。课题采用热引发自由基聚合法合成具有吸附容量大、易分离、再生性能好等优点的聚合物接枝磁性壳聚糖微球,并且通过其对染料废水的吸附研究探讨吸附机理,对工程化应用具有一定的指导意义。论文主要内容和结论如下:1.通过共沉淀法制备了Fe3O4纳米颗粒(Fe3O4),通过酸性条件下Na2SiO3的水解使Fe3O4纳米颗粒包覆SiO2得到Fe3O4@SiO2纳米颗粒(Fe3O4@SiO2)。以Fe3O4@SiO2为磁核,通过反相乳液交联法制备了磁性壳聚糖微球A(MCBs)。以过硫酸钾(KPS)为引发剂,通过自由基引发接枝共聚法制备聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(PAMPS)接枝磁性壳聚糖微球(PMCBs)。以Fe3O4为磁核,通过反相乳液交联法制备磁性壳聚糖微球B(MCMs)。以KPS为引发剂,通过自由基引发接枝共聚法制备聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDMAEMA)接枝磁性壳聚糖微球(GMCMs)。2.采用扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、振动样品磁强计(VSM)、热重分析仪(TG)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)等对微球进行表征。结果表明,MCBs、PMCBs、MCMs和GMCMs均是微米级小球,Fe3O4和Fe3O4@SiO2成功与CS复合,PAMPS和PDMAEMA分别成功接枝到MCBs和MCMs上。3.通过吸附实验,研究各种因素(溶液初始pH、吸附时间、溶液初始浓度等)对微球吸附染料的影响,并进行了解吸和再生实验。结果表明,在溶液初始pH1.0-10.0范围内,MCBs对亚甲基蓝(MB)的吸附量很小,而PMCBs对MB的吸附容量随着pH的增大显著增大并远大于MCBs的吸附容量。此外,在溶液初始pH 2.0-10.0范围内,GMCMs对酸性绿25(AG25)和活性蓝19(RB19)的吸附容量随着pH的增大而减小且远大于MCMs。经过5次吸附-脱附循环实验后,PMCBs和GMCMs均能保持较大的吸附容量。4.对吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学和吸附机理进行分析。结果表明,微球对染料的吸附符合准二级吸附动力学模型和Langmuir吸附等温线模型。在溶液初始pH 9.0、温度30 oC条件下,PMCBs对MB的最大吸附容量(qmax)为1000mg/L。在溶液初始pH 2.0、温度30 oC条件下,GMCMs对AG25和RB19的qmax分别为991.8 mg/L和703.7 mg/L。PMCBs吸附MB是自发、吸热过程。PMCBs吸附MB的机理是静电吸引和疏水作用。GMCMs吸附AG25和RB19的机理是静电吸引和氢键作用,同时,PDMAEMA的pH响应性有利于提升GMCMs的吸附和脱附性能。5.将PMCBs和GMCMs与其他已报道的吸附剂进行对比。结果表明,PMCBs和GMCMs的吸附容量处于较高水平。