无机多孔材料的制备及其用于废水中低浓度六价铬的吸附特性及机理研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cdna3
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铬是地球上的主要重金属之一,在电镀,制革,钠以及氯酸钾的生产等行业中,通常以高毒性六价形式(即Cr(Ⅵ))存在于行业废水中,如果不经过深度处理,六价铬在饮用水中累积会对人类生活与生存环境带来严重危害,因此含Cr(Ⅵ)的废水应在排放前进行处理。吸附技术因为其高效、成本低等优异特性展现出较高的实用价值。本研究首先选用可降解的阳离子表面活性剂HACC(壳聚糖季铵盐)对4A沸石分子筛进行改性,成功地合成了一种新型的表面吸附型沸石分子筛,用于吸附水溶液中的痕量铬,并进行了详细的结构表征和吸附机理分析。结果表明,表面改性并没有破坏4A沸石本身的优良孔结构,并且表面高粗糙度导致高亲水性。HACC均匀地分布在4A沸石的表面上且HACC的每个氨基位点都具有吸附特性。吸附行为的结果表明,改性吸附剂对低浓度Cr(Ⅵ)的吸附效率高达92%。热力学和动力学参数表明去除过程是自发的,放热的且属于伪二级化学吸附。此外,吸附性能几乎不受p H值的影响。材料的高稳定性及高去除率展现了其在水处理中的应用潜能。同时,为响应国家循环经济的号召,针对造纸厂生产时产生的固体废物造纸污泥对环境带来的危害,在这项研究中,将富含有机物的造纸污泥用于制备具有优异比表面积和丰富氧官能团的活性炭(ps AC),以进一步净化含Cr(Ⅵ)的废水,达到“以废治废”的目的。基于目前的研究趋势,本文采用熔融盐法制备造纸污泥活性炭,并对其进行形貌调控,获得具有高比表面积和优异吸附容量的吸附剂用于吸附低浓度Cr(Ⅵ)。研究了吸附剂结构与吸附效果的构效关系,并对其吸附机理进行了解析,对吸附等温线,动力学和热力学参数进行了评估。ps AC的最大吸附容量为54.04 mg g-1,吸附机理分析表明化学选择过程是氢键控制的。最后,这项研究还为糠醛加氢中铬(Ⅵ)的废ps AC的再利用提供了一个思路。
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