沸石基壳聚糖树脂处理酸性重金属废水的研究

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天然多糖甲壳素及其脱乙酰基的产物壳聚糖,由于来源广泛、生物相容性好、具有优良的吸附性能及对环境友好和可降解等特点,被广泛用于生命科学、医学和环境工程中。我国甲壳素、壳聚糖资源丰富,深入开展甲壳素、壳聚糖及其衍生物的应用研究,对自然资源的综合利用,促进国民经济的发展,具有十分重要的意义。为提高壳聚糖的利用率、改善壳聚糖及其衍生物的吸附性能,本论文对沸石基壳聚糖树脂的制备及吸附性能进行了系统的研究,其中有关于沸石基壳聚糖树脂用作Cu2+、Fe2+金属离子吸附剂的研究报道。研究表明:1.将壳聚糖负载于经活化处理的沸石上,筛选出最佳沸石活化及负载条件制备得到了沸石基壳聚糖树脂(ZEO—CTS树脂)。XRD分析结果表明,活化的沸石对带正电的壳聚糖产生键合完成了表面改性。扫描电镜(SEM)结果表征,壳聚糖能较均匀地负载于沸石表面。N2法BET测定其比表面积为6.57m2/g。吸附性能测试结果表明,在溶液pH分别为4、3—5时该树脂对Cu2+、Fe2+的吸附效果最好,其饱和吸附量分别为0.3249mmol/g、0.7213mmol/g,吸附行为符合Langmuil与Freundlich吸附等温式,多次再生吸去除率略有下降:2.为增加壳聚糖树脂的微孔,提高其比表面积,尝试用不同浓度的无水乙醇作致孔剂,合成了沸石基微孔壳聚糖树脂(微孔ZEO—CTS树脂)。吸附性能测试表明,当加入10%的无水乙醇时制备得到的树脂对Cu2+的吸附效果最好,沸石基微孔壳聚糖树脂对Cu2+的吸附容量为0.3940mmol/g,比沸石基壳聚糖树脂有较大提高,对Cu2+的饱和吸附容量,N2法BET测定其比表面积(7.485m2/g)有所增大;3.为提高树脂的耐酸性,用香草醛对沸石基微孔壳聚糖树脂进行修饰,制备了香草醛改性沸石基壳聚糖树脂(ZEO—CTS树脂)。红外光谱分析结果表明,香草醛与ZEO-CTS树脂上的壳聚糖是通过碳氮双键链接的。对金属离子的吸附实验表明,用香草醛修饰后的树脂不但增大了吸附容量,耐酸效果好,而且具有不流失、易再生等特点。
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