论文部分内容阅读
目前，重金属离子肆意排放造成水源污染屡见不鲜，寻找科学有效的解决重金属问题的技术已经迫在眉睫。虽然处理重金属废水技术众多，但吸附法因高效，操作简单等优点被广泛应用。吸附剂对去除效果起到至关重要的作用。本文主要研究了ATP和纳米纤维对Pb(II)和Cd(II)吸附性能。具体实验内容如下： 1.改性ATP对废水中Pb(II)和Cd(II)的吸附研究 对天然ATP用盐酸提纯处理，3-氨丙基乙氧基硅烷为改性剂，成功地合成改性ATP，主要采用SEM、XRD、BET、FTIR和TGA对改性前后ATP的物理形貌和化学组成进行测试分析，结果显示改性ATP比表面积增大，呈介孔结构，表面含有-OH、-NH2等官能团； 此外研究其对水溶液中Pb(II)和Cd(II)的去除效果。通过单因素静态实验,考察吸附剂用量、吸附时间、温度、离子初始浓度、pH值等因素；同时还研究其脱附再生和等温吸附模型和吸附动力学模型；另外还研究了Pb(II)和Cd(II)双组分体系的竞争行为，结果如下： （1）改性ATP对Pb(II)和Cd(II)的吸附实验结果表明在温度308 K下对Pb(II)和Cd(II)的最大平衡吸附量为241.42 mg·g-1和87.72 mg·g-1；等温吸附数据模拟表明改性ATP对Pb(II)和Cd(II)的吸附行为符合Langmuir等温吸附方程。改性ATP对水溶液Pb(II)和Cd(II)的吸附行为满足准二级动力学方程和Elovich动力学方程，说明该吸附含有化学吸附和离子交换。 （2）对Pb(II)和Cd(II)混合体系的吸附结果研究发现，改性ATP在双组分混合体系对离子的吸附量均小于对各自单体系离子的吸附量；改性ATP与Pb(II)和Cd(II)亲和力大小为：Pb(II)>Cd(II)。 （3）解吸再生实验表明，1 mol·L-1EDTA对Pb(II)和Cd(II)的解吸效果明显优于HCl，NaOH解吸液，经过3次循环再生后，对Pb(II)再生率为50.23％，Cd(II)的再生率为70.42%。 2.TEOS/APTES/PVP纳米纤维对废水中Pb(II)和Cd(II)的吸附性能研究 以正硅酸乙酯（TEOS）为前躯体，3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）为改性剂，将溶胶-凝胶技术和静电纺丝技术结合成功地合成TEOS/APTES/PVP纳米纤维。傅里叶红外光谱（FT-IR）以及扫描电子显微镜（SEM）对纳米纤维形貌结构和化学组成进行表征，表征显示纳米纤维表面光滑，无液滴或串珠、直径分布均匀、表面含有-NH2，Si-O-Si等官能团。 另外考察吸附时间、吸附温度、吸附剂用量、离子初始浓度和溶液pH对纳米纤维吸附废水中Pb(II)和Cd(II)影响。在308 K下纳米纤维对Pb(II)和Cd(II)的饱和吸附量分别为258.21 mg·g-1和168.52 mg·g-1。等温吸附结果表明纳米纤维对Pb(II)和Cd(II)的吸附过程满足Langmuir吸附模型。动力学结果分析表明，纳米纤维对水溶液Pb(II)和Cd(II)的吸附与准二级动力学模型描述一致，Cd(II)同时符合Elovich动力学方程。