论文部分内容阅读
本论文选择可生物降解、来源丰富的农业废弃物-麦秆及纤维素衍生物-羧甲基纤维素钠为原料,对其进行改性。制备具有不同吸附性能的纤维素基吸附剂材料,并将改性后的材料用于模拟染料废水的处理。研究各种因素对吸附性能的影响,结合多种表征手段,分析其可能存在吸附机理。主要研究内容如下:(1)环氧氯丙烷交联羧甲基纤维素钠制备凝胶微球,可通过调节不同量的正丁醇可以制备得到不同尺寸大小的凝胶微球E/CMC。用一氯乙酸(MCA)对凝胶微球进行修饰(MCA-E0.7/CMC),可以提高凝胶微球对阳离子染料亚甲基蓝(MB)的吸附能力,最大MB吸附量达998.2 mg g-1。吸附动力学、吸附等温线研究表明:MCA-E0.7/CMC吸附剂对MB的吸附过程更符合准二级动力学模型,满足Langmuir等温吸附模型,并由物理吸附和化学吸附共同作用。吸附剂MCA-E0.7/CMC具有良好的稳定性和重复使用性,重复使用十次去除率仍能达到88%,解析率基本保持在 92.67%。(2)上述制备的MCA-E0.7/CMC吸附剂进一步用阳离子单体二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)在其表面进行接枝聚合,制备两性吸附剂MCA-E0.7/CMC-g-PDMDAAC。引入阳离子基团可以提高吸附阴离子染料桔黄Ⅱ(ORⅡ)的能力。最大MB吸附量达710.50 mg g-1,最大ORⅡ吸附量达200.50 mg g-1。该两性吸附剂MCA-E0.7/CMC-g-PDMDAAC表面电性与染料吸附有密切关系:表面显正电时易于吸附阴离子染料,表面电性显负电性时易于吸附阳离子染料。MCA-E0.7/CMC-g-PDMDAAC具有pH敏感性:酸性条件吸附阴离子染料,碱性吸附阳离子染料。在混合体系MB/ORⅡ:中性条件下可选择性吸附阳离子染料MB,酸性条件下MB和ORⅡ都不吸附。吸附动力学、吸附等温线研究表明:MCA-E0.7/CMC-g-PDMDAAC两性吸附剂对染料的吸附过程更符合准二级动力学模型,满足Langmuir等温吸附模型,并由物理吸附和化学吸附共同作用。该吸附剂表现良好的解吸-吸附重复使用性,酸性pH3或碱性pH11条件下可解吸98.54%的MB或83.07%的ORⅡ。重复使用三次,仍维持较高的吸附能力(原液pH,MB:210 mg g-1;pH 2,ORⅡ:149 mg g-1)。(3)以麦秆为原材料,分别用碱和酸处理后,用一氯乙酸改性引入羧基,进一步通过枝聚合反应引入阳离子单体甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA),制备两性吸附剂MCA/WS-g-PDMAEMA。并探究该吸附剂吸附阳离子染料MB和阴离子染料ORⅡ、MO的吸附性能。羧基的引入可提高MB的吸附性能,而阳离子单体DMAEMA的引入可提高ORⅡ的吸附性能。本实验制备的两性吸附剂MCA/WS-g-PDMAEMA在吸附染料时表现pH敏感性,酸性条件下易于吸附ORⅡ,而碱性条件下对MB吸附较有利。在最佳pHI0条件下最大MB吸附量达115 mg g-1;pH2条件下,ORⅡ吸附量达506 mg g-1。在混合体系阳离子染料/阴离子染料实验中:中性条件下两种染料都可吸附,酸性条件下可提高效吸附阴离子染料能力,同时抑制阳离子染料的吸附;相反,碱性条件下能有效吸附阳离子染料,同时抑制阴离子染料。吸附动力学、吸附等温线研究表明:MCA/WS-g-PDMAEMA两性吸附剂对染料的吸附过程较符合准二级动力学模型,满足Langmuir等温吸附模型,并由物理吸附和化学吸附共同作用。