功能化柿单宁生物质吸附剂在污水处理中的应用研究

来源 :桂林电子科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:wumingshan2009
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
现代社会水体污染日趋严重,对环境及人体健康造成了极大危害。本文以柿单宁(PT)为原材料,经功能化改性,得到三种不同的柿单宁生物质吸附剂,研究了其对污水中的贵金属离子、重金属离子、有机染料的吸附性能。通过傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重分析(TGA)、比表面测试(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、Zeta电位、光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)等手段对其进行表征,探究其结构、形貌等微观信息;通过单因素实验考察最佳吸附条件;通过等温吸附,吸附动力学和吸附热力学研究,深层次的探索吸附机理;根据竞争吸附及可重复利用实验,探究三种功能化柿单宁生物质吸附剂的吸附特性及使用稳定性。主要研究内容如下:1.通过氧化石墨烯(GO)功能化PT,成功制备出PT-GO柿单宁生物质吸附。研究了其在水溶液中对贵金属离子Au3+、Pd2+、Ag+的吸附性能;利用SEM、TGA、FTIR和Zeta电位测试对PT-GO进行表征。吸附实验结果显示:Au3+、Pd2+、Ag+的最大吸附容量分别达到1325.09 mg/g、797.66 mg/g、421.01 mg/g。PT-GO对Au3+、Ag+的等温吸附过程适合用Langmuir模型描述,而Freundlich模型对Pd2+拟合效果更佳。Au3+、Pd2+的吸附动力学可用pseudo-second-order动力学模型描述,而pseudo-first-order动力学模型更适合描述PT-GO对Ag+的吸附过程。PT-GO对Au3+、Pd2+、Ag+的吸附机理可以通过离子交换、静电相互和物理吸附等解释。因此PT-GO是去除贵金属离子的理想生物质吸附剂,拓展了柿单宁生物质吸附剂在污水处理领域的潜在应用。2.通过壳聚糖(CS)功能化柿单宁(PT),成功制备出PT-CS柿单宁生物质吸附剂。研究了其对水溶液中Pb(II)离子的吸附性能,并利用FT-IR、XRD、SEM、BET、XPS和Zeta电位等方法对PT-CS吸附Pb(II)离子的吸附机制进行探索。结果显示:PT-CS对Pb(II)离子的吸附机制有氧化反应,螯合反应及静电相互作用;经Langmuir、Freundlich和Temkin等温吸附模型拟合发现,Langmuir模型对PT-CS吸Pb(II)过程的拟合效果最佳,PT-CS对Pb(II)离子的最大吸附容量达179.3 mg/g。PT-CS吸Pb(II)的吸附动力学过程可用pseudo-second-order动力学模型描述。经热力学计算发现,PT-CS对Pb(II)的吸附过程为自发吸热过程(ΔG0<0、ΔH0>0和ΔS0>0)。由以上结论可知,PT-CS是一种处理废水中Pb(II)离子污染的有效、低成本生物质吸附剂。3.通过聚乙烯亚胺(PEI)功能化PT,成功制备出PT-PEI柿单宁生物质吸附剂。研究了其对水溶液中阴离子染料-甲基橙(MO)的吸附特性。通过FT-IR、SEM、Zeta电位和TGA测试方法对PT-PEI进行了表征;系统地进行了一系列吸附实验,对吸附过程进行条件优化;动力学模型拟合发现,PT-PEI吸附MO过程遵循pseudo-second-order动力学模型,表明内部扩散是PT-PEI吸附MO的速率决定步骤。PT-PEI对MO的等温吸附过程适合用Freundlich模型描述,且最大吸附量达225.74mg/g。PT-PEI吸附MO过程是可行、自发及吸热的;MO在PT-PEI上的吸附机理受静电相互作用、氢键作用、π-π相互作用主导。因此,PT-PEI是一种从水溶液中有效去除阴离子染料-甲基橙的高性能生物质吸附剂。
其他文献
"阿拉环保"再生资源公共服务平台立足于打造上海品牌,在全国首先尝试利用物联网技术打造再生资源社会回收平台,突破了传统的回收模式,理念新颖,促进电子废物社会回收步入规范
普通高中学生学习困难现象普遍,阻碍了学困生全面健康的发展,对学校教学工作带来一定困难。各国一线教师、专家、学者从多方面、多角度对学困生进行了大量的研究,获得了许多宝贵
背景:有文献表明,通过组织工程的方法将人牙髓细胞复合羟基磷灰石/磷酸三钙多孔支架材料修复牙缺损具有可行性。然而究竟多大孔径的支架材料最有利于人牙髓细胞的生长及分化,
学术背景:核转录因子κB是普遍存在的真核细胞转录因子,已证明许多疾病的发生和发展都与它的过度活化有关。在类风湿关节炎的病理机制中,核转录因子κB的异常活化与滑膜组织
国内外对于教育游戏以及课堂中信息反馈的研究已经很多,但是对于教育游戏中的反馈信息该如何提供,研究还很少。本文主要就小学低年级儿童对教育游戏的反馈位置偏好、对不同反
自然界出产琥珀的地域众多,不同产地琥珀形成的地质时代和产出的地质环境各不相同,因而它们的宝石学特征也存在不同之处。论文对中国抚顺琥珀、缅甸琥珀和波罗的海琥珀的宝石
维生素E是一种脂溶性的营养元素,不能在体内合成,必须从食物中摄取。由于在生殖过程中起非常重要的作用,维生素E又称为生育酚,妊娠过程中缺乏维生素E可导致流产、早产、先兆
背景:昆明山海棠应用于类风湿关节炎治疗已被证实有确切疗效,但对于其作用机制目前尚不明确。目的:验证昆明山海棠对类风湿关节炎滑膜巨噬样细胞和成纤维样细胞体外增殖活性
目的:评价并比较精神分裂症和双相情感障碍患者的前瞻性记忆水平,探讨这两种精神障碍前瞻性记忆的影响因素。方法:运用中文版剑桥前瞻性记忆测试(C-CAMPROMPT)和神经心理测验对
研究背景无痛内镜要求患者在无痛苦、无意识的同时,能够保持呼吸道通畅和血流动力学的稳定,并在一定程度上避免患者肢体的躁动。美国胸内科医师学会2011年的回顾性研究和台湾