殼聚糖基吸附劑的合成及其對重金屬離子的吸附行為.pdf

1、水體污染已成為國內(nèi)外普遍關(guān)注的環(huán)境問題，尤其是重金屬對水環(huán)境的污染。吸附法處理廢水中的重金屬離子，操作簡單，成本較低，是一種環(huán)境友好型方法。因此，利用吸附法處理廢水中的重金屬離子已經(jīng)引起廣泛關(guān)注。
　　水凝膠是一種具有三維網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)結(jié)構(gòu)的功能高分子材料，可用于廢水中重金屬離子的吸附。殼聚糖是甲殼素經(jīng)脫乙?；磻?yīng)得到的一種高分子聚合物，其具有來源豐富、可生物降解和獨特的生物相容性等特點而獲得廣泛關(guān)注。本文利用輝光放電電解等離子體引發(fā)合

2、成殼聚糖基高分子水凝膠吸附劑，并研究了其對水溶液中重金屬離子的吸附性能，以期望能夠在工業(yè)廢水凈化的實際應(yīng)用方面發(fā)揮一定的作用。本論文分為四章：
　　第一章綜述了重金屬污染的來源及其危害，以及水體中重金屬污染的現(xiàn)狀和治理方法；并對水凝膠的概念、分類、合成方法、水凝膠的應(yīng)用，殼聚糖基水凝膠的研究進(jìn)展作了簡要概述。
　　第二章在水溶液中，以殼聚糖(CS)、凹凸棒(ATP)和丙烯酸(AA)為原料，N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)

3、為交聯(lián)劑，用輝光放電電解等離子體(GDEP)引發(fā)合成殼聚糖/凹凸棒/丙烯酸)(CS/ATP/AA))水凝膠，并將其用于Pb2+、Cu2+、Cd2+、Co2+和Ni2+的吸附研究。用FT-IR、XRD、XPS、S EM和TG-DTA對其結(jié)構(gòu)、形貌和熱穩(wěn)定性進(jìn)行了表征?？疾炝巳芤簆 H和吸附時間對吸附量的影響，并研究了水凝膠對金屬離子的吸附選擇性和重復(fù)利用性。結(jié)果表明，CS/ATP/AA水凝膠對五種重金屬離子吸附的最佳pH為4.8，吸附達(dá)到

4、平衡的時間為3 h，其最大吸附量分別為471.7，263.3，295.0，138.3和145.0mg·g-1，吸附過程存在螯合作用和離子交換作用，吸附行為符合動力學(xué)二級模型。同時，CS/ATP/AA水凝膠對 Pb2+具有較好的選擇性，用HNO3和EDTA-4Na對其進(jìn)行吸附-解吸研究，發(fā)現(xiàn)EDTA-4Na是一種很好的解吸劑，且水凝膠具有很好的重復(fù)利用性。
　　第三章以殼聚糖(CS)、丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)為原料，N,N'

5、-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)為交聯(lián)劑，在水溶液中，用輝光放電電解等離子體(GDEP)引發(fā)合成殼聚糖/聚(丙烯酰胺-co-丙烯酸)(CS/P(AM-co-AA))水凝膠，并將其用于Pb2+、C u2+和Cd2+的吸附研究。用FT-IR、XRD、XPS和SEM對吸附劑的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征，用TG-DTA研究了水凝膠的熱穩(wěn)定性?？疾炝巳芤簆H、吸附時間和初始濃度對吸附量的影響，并研究了水凝膠對重金屬離子的吸附選擇性。結(jié)果表明，CS/P(AM

6、-co-AA)水凝膠對三種重金屬離子吸附達(dá)到平衡的時間為3 h，最佳pH為6，在單組份溶液中，對Pb2+, Cu2+和Cd2+的飽和吸附量分別為954.0,229.3和453.7 mg·g-1，吸附過程存在離子交換和螯合作用，吸附行為符合動力學(xué)二級模型和Langmuir吸附等溫模型。
　　第四章在水溶液中，以殼聚糖(CS)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰胺(AM)為原料，N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺(MBA)為交聯(lián)

7、劑，用輝光放電電解等離子體(GDEP)引發(fā)一步合成殼聚糖/聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-co-丙烯酰胺)(CS/P(AMPS-co-AM))水凝膠。用TG-DTA研究了水凝膠的熱穩(wěn)定性，用FT-IR和SEM對凝膠吸附前后的結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征。研究了溶液pH、吸附時間對吸附量的影響，探討了凝膠的重復(fù)利用性和選擇性。結(jié)果表明，CS/P(AMPS-co-AM)水凝膠對Pb2+達(dá)到吸附平衡的時間為3 h，最佳pH值為4，最大吸附量為260