【摘 要】
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水体的富营养化导致了从废水中去除磷的高效吸附剂的大量开发需求。生物质具有来源广泛、廉价易得的优点,同时表面含氧官能团丰富,具备成为制备优良吸附剂材料的条件。但是未经改性的生物质活性位点较少,且高温改性能耗较大,限制了其适用范围和吸附能力。硝酸具有优良的酸性和氧化性能,在生物质表面改性方面具有重要的作用。聚乙烯亚胺是一种可溶于水的高分子化合物,化学活性高,并且含有丰富的氨基官能团,可以作为优良的改性
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水体的富营养化导致了从废水中去除磷的高效吸附剂的大量开发需求。生物质具有来源广泛、廉价易得的优点,同时表面含氧官能团丰富,具备成为制备优良吸附剂材料的条件。但是未经改性的生物质活性位点较少,且高温改性能耗较大,限制了其适用范围和吸附能力。硝酸具有优良的酸性和氧化性能,在生物质表面改性方面具有重要的作用。聚乙烯亚胺是一种可溶于水的高分子化合物,化学活性高,并且含有丰富的氨基官能团,可以作为优良的改性剂应用于废水处理,若聚乙烯亚胺单独使用,因其难从水溶液中分离出来而易造成水体的二次污染。以农林废弃物油茶壳（Oil-tea shell,OTS）为基体,通过硝酸（Nitric acid）和聚乙烯亚胺（Polyethyleneimine,PEI）的简便两步浸渍法,在低温下制备了硝酸改性和PEI负载改性OTS（NP-OTS）,使之成为一种应用于水中磷的有效去除的优良吸附剂。本文制备了油茶壳（OTS）、硝酸改性油茶壳（N-OTS）、硝酸改性后负载聚乙烯亚胺的油茶壳（NP-OTS）三种材料,结合多种表征手段对吸附材料进行表征,将其应用于水体中磷的吸附并进行吸附性能对比研究,得出最佳改性条件,同时考察关键因素对其吸附性能的影响;最后对其吸附机理进行分析研究。本研究结果如下:（1）采用X射线衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）、冷场扫描电子显微镜（SEM）、元素分析仪和X射线光电子能谱仪（XPS）等仪器对三种材料（OTS、N-OTS、NP-OTS）进行材料表征,结果显示,硝酸改性可以有效刻蚀油茶壳表面并且提高了含氧官能团数量;聚乙烯亚胺球形颗粒已成功附着在油茶壳表面。（2）系统探讨了硝酸的改性时间和改性浓度等条件对磷的吸附影响。研究表明,在硝酸改性浓度为5 mol/L、改性时间为8 h的条件下,吸附效果最好,确定了最佳改性条件和最佳改性材料NP-OTS;将NP-OTS应用于水体中磷的去除研究,得到最佳吸附条件:在初始溶液的p H值为（3.0±0.1）、吸附剂用量为0.01 g、吸附时间为8 h的条件下对磷酸盐的吸附效果最好,最大吸附量为97.1mg/g,且NP-OTS五次再生循环之后,其吸附性能仍然保持在80%以上。（3）通过对吸附动力学、吸附热力学和吸附等温等模型的分析研究表明,三种材料（OTS、N-OTS、NP-OTS）对磷酸盐的吸附过程均符合准二级动力学模型和Langmuir模型。热力学研究表明磷的吸附是一个自发过程。这项工作为生物废弃物的资源化利用和废水中除磷具有一定的现实意义和理论指导价值。
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