【摘 要】
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随着人类社会的日益发展,重金属污水治理已成为社会各界广泛性关注的难题。水体中重金属的毒性效应受到各种因素的影响,如重金属的种类、物化性质、浓度、价态、存在形态等。壳聚糖因对环境友好、可再生而被广泛应用于水处理方面,但单一壳聚糖作为吸附剂存在难于分离、比表面积小以及吸附活性位点有限等问题,鉴于此本课题采用分子链上含有大量氨基的聚乙烯亚胺接枝壳聚糖制备聚乙烯亚胺改性壳聚糖磁性复合材料(MCMC-PEI
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随着人类社会的日益发展,重金属污水治理已成为社会各界广泛性关注的难题。水体中重金属的毒性效应受到各种因素的影响,如重金属的种类、物化性质、浓度、价态、存在形态等。壳聚糖因对环境友好、可再生而被广泛应用于水处理方面,但单一壳聚糖作为吸附剂存在难于分离、比表面积小以及吸附活性位点有限等问题,鉴于此本课题采用分子链上含有大量氨基的聚乙烯亚胺接枝壳聚糖制备聚乙烯亚胺改性壳聚糖磁性复合材料(MCMC-PEI),并进一步引入比表面积较大的氧化石墨烯和吸附活性位点较多的聚苯胺制备氧化石墨烯@聚乙烯亚胺改性壳聚糖磁性复合材料(GO@MCMC-PEI)以及聚苯胺@氧化石墨烯@聚乙烯亚胺改性壳聚糖磁性复合材料(PANI@GO@MCMC-PEI),并将其用于处理水中Cr(Ⅵ)。具体内容如下:欲解决单一壳聚糖作为吸附剂难以分离以及吸附活性位点有限等不足,以壳聚糖、三氯化铁、聚乙烯亚胺为原料,经聚乙烯亚胺改性壳聚糖制备了MCMC-PEI吸附剂,并采用振动样品磁强计、X-射线衍射以及傅里叶变换红外光谱仪等表征手段对吸附剂加以表征;当溶液p H为5、吸附温度为298 K、接触时间为150 min、溶液初始浓度为100 mg/L时,MCMC-PEI对Cr(Ⅵ)的吸附量为110.63 mg/g;MCMC-PEI对Cr(Ⅵ)吸附过程可以很好的用Langmuir和Freundlich两种等温模型和准二级动力学方程模型描述;在热力学研究中,吉布斯自由能(△G)以及焓变(△H)小于零,表明该吸附过程是自发、放热过程。借助氧化石墨烯大的比表面积以及表面和边缘含氧官能团可以通过共价键或非共价键修饰和改性等特征,经共价结合聚乙烯亚胺改性壳聚糖磁性材料制备了GO@MCMC-PEI吸附剂,并采用振动样品磁强计、X-射线衍射以及傅里叶变换红外光谱仪等表征手段对吸附剂加以表征;该吸附剂当溶液p H为2、吸附温度为298 K、接触时间为90 min、溶液初始浓度为100 mg/L时,GO@MCMC-PEI对Cr(Ⅵ)的吸附量为143.48 mg/g;GO@MCMC-PEI对Cr(Ⅵ)吸附过程可以很好的用Langmuir模型和准二级动力学方程模型描述;在热力学研究中,吉布斯自由能(△G)以及焓变(△H)小于零,表明该吸附过程是自发、放热过程。利用聚苯胺中氨基和亚氨基官能团对重金属有络合、氧化还原以及离子交换等作用,以GO@MCMC-PEI为原料,经聚苯胺包覆制备了PANI@GO@MCMC-PEI吸附剂,并采用振动样品磁强计、X-射线衍射以及傅里叶变换红外光谱仪等表征手段对吸附剂加以表征;当溶液p H为5、吸附温度为298 K、接触时间为120 min、溶液初始浓度为100 mg/L时,PANI@GO@MCMC-PEI对Cr(Ⅵ)的吸附量为163.63 mg/g;PANI@GO@MCMC-PEI对Cr(Ⅵ)吸附过程可以很好的用Langmuir模型和准二级动力学方程模型描述;在热力学研究中,吉布斯自由能(△G)以及焓变(△H)小于零,表明该吸附过程是自发、放热过程。
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