【摘 要】
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铬(Cr)离子是一种高毒性的重金属离子,是水体重金属污染的监测指标之一。随着电镀、印染、制革等行业的飞速发展,大量含有Cr(Ⅵ)的工业废水被排入水体,导致水污染问题日益严峻。因此,快速、高效地去除废水中的Cr(Ⅵ)是当前的研究热点。聚苯胺(PANI)是一种导电高分子材料,具有独特的氧化还原性质,不仅能吸附废水中的Cr(Ⅵ),还可以将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)。然而,粉末状的PANI在吸附还原Cr(
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铬(Cr)离子是一种高毒性的重金属离子,是水体重金属污染的监测指标之一。随着电镀、印染、制革等行业的飞速发展,大量含有Cr(Ⅵ)的工业废水被排入水体,导致水污染问题日益严峻。因此,快速、高效地去除废水中的Cr(Ⅵ)是当前的研究热点。聚苯胺(PANI)是一种导电高分子材料,具有独特的氧化还原性质,不仅能吸附废水中的Cr(Ⅵ),还可以将Cr(Ⅵ)还原为Cr(Ⅲ)。然而,粉末状的PANI在吸附还原Cr(Ⅵ)时不易分离回收,会导致二次污染。本文瞄准纳米尺度聚苯胺在去除Cr(Ⅵ)过程中出现的二次污染问题开展工作,引入改性纤维球(m-FB)作为载体来负载聚苯胺。本文的主要工作如下:(1)采用化学氧化聚合法制备了宏观尺寸的纤维球负载聚苯胺(PANI/m-FB)复合材料,筛选出了最佳制备参数。结果表明,质量浓度为10 g/L的H2O2溶液对纤维球的改性效果最佳,当苯胺与酒石酸的物质的量浓度比为4:1,在冰浴条件下反应24 h后,制备得到的PANI/m-FB复合材料性能最好。(2)研究了反应时间、溶液pH值和初始溶液浓度等实验条件对PANI/m-FB 吸附还原 Cr(Ⅵ)能力的影响以及复合材料的再生性能。结果表明,PANI/m-FB去除Cr(Ⅵ)的最佳pH值为5.0,最大吸附能力为293.13 mg/g,PANI/m-FB经5次再生处理后,对Cr(Ⅵ)的去除率依然保持在80%以上,可循环使用。(3)研究了 PANI/m-FB复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附过程以及去除机理。研究发现,准二级动力学模型对吸附过程的拟合更为精确,说明PANI/m-FB对Cr(Ⅵ)的吸附主要受化学反应影响;吸附等温曲线更符合Freundlich等温模型,这说明PANI/m-FB 能高效吸附 Cr(Ⅵ)。
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