黃麻羧基改性與在模擬銅污染處理中的吸附行為研究.pdf

1、重金屬及其化合物廣泛存在于礦山開采、金屬冶煉、機(jī)械制造、電鍍等行業(yè)，會(huì)產(chǎn)生大量有毒有害廢水，給水體環(huán)境、水生生物甚至人類健康帶來嚴(yán)重威脅。隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，重金屬的突發(fā)性污染事故頻繁發(fā)生。黃麻作為自然界存在的可再生天然高分子聚合物，具有性能好、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，在處理突發(fā)性水污染事故中具有不需裝袋、現(xiàn)場適用性強(qiáng)、易于回收的環(huán)境效益。本文研制了一種改性黃麻纖維吸附材料，以重金屬Cu(Ⅱ)為目標(biāo)污染物，研究了改性黃麻吸附處理含Cu(Ⅱ)污

2、水工藝，并對(duì)均苯四甲酸二酐改性黃麻的反應(yīng)機(jī)制及改性黃麻對(duì)Cu(Ⅱ)的吸附機(jī)制進(jìn)行了探討。
　　利用均苯四甲酸二酐與纖維上羥基之間的酯化作用對(duì)黃麻進(jìn)行了改性，以對(duì)Cu(Ⅱ)的吸附量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，用單因素和正交試驗(yàn)得出材料的最佳制備工藝條件為：用15％的NaOH溶液預(yù)處理10min，將均苯四甲酸二酐與黃麻按2:1的質(zhì)量比反應(yīng)，調(diào)節(jié)恒溫水浴溫度90℃，反應(yīng)時(shí)間為0.5h，最后對(duì)材料進(jìn)行一系列后處理得成品吸附材料。
　　以Cu(Ⅱ)為

3、處理對(duì)象，研究了改性黃麻吸附材料處理含Cu(Ⅱ)廢水的靜態(tài)工藝。靜態(tài)工藝在恒溫水浴搖床內(nèi)進(jìn)行，最佳吸附條件為：改性黃麻材料0.1～0.2g、環(huán)境溫度、溶液pH條件下吸附處理15min后Cu(Ⅱ)吸附量最高，具有廣闊的應(yīng)用范圍。在最佳吸附工藝條件下干擾離子對(duì)Cu(Ⅱ)吸附量的影響順序?yàn)椋篊a(Ⅱ)>Mg(Ⅱ)>K(Ⅰ)>Na(Ⅰ)；影響最大的鈣離子濃度越大對(duì)Cu(Ⅱ)吸附量影響越大。經(jīng)過吸附材料再生實(shí)驗(yàn)得到EDTA-2Na對(duì)該材料具有較好

4、的再生性，再生后重復(fù)利用使Cu(Ⅱ)得到濃縮并回收，具有很好的應(yīng)用前景。改性黃麻對(duì)Cu(Ⅱ)的吸附符合Langmuir模型，為單分子層吸附。由吸附動(dòng)力學(xué)擬合得黃麻對(duì)Cu(Ⅱ)的吸附更符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，和Arrhenius方程的擬合均說明該吸附為化學(xué)吸附。通過吸附熱力學(xué)研究結(jié)果得到，該吸附系統(tǒng)是自發(fā)進(jìn)行的吸熱過程，且吸附機(jī)制含有物理吸附。
　　在自制吸附柱內(nèi)研究了改性黃麻吸附材料處理含Cu(Ⅱ)廢水的動(dòng)態(tài)吸附工藝。結(jié)果表明：較短

5、吸附柱填料高度、較大的初始濃度和較高的滲透速率條件下，穿透時(shí)間較短；改性黃麻較原態(tài)黃麻有更好的處理效果，與靜態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。Thomas和Yoon-Nelson模型能夠很好地?cái)M合改性黃麻動(dòng)態(tài)吸附Cu(Ⅱ)的行為，其模型的相關(guān)擬合參數(shù)以及穿透曲線能夠?yàn)楦男渣S麻纖維材料在突發(fā)性重金屬污染中的應(yīng)用提供可靠的設(shè)計(jì)參數(shù)信息。明渠模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)果表明：改性黃麻對(duì)突發(fā)性Cu(Ⅱ)污染廢水具有一定的處理效果。
　　綜上所述，本文制備的改性黃麻纖維吸