板栗殼纖維素的改性及其對(duì)Cr(Ⅲ)的吸附研究.pdf

1、本研究以農(nóng)業(yè)廢棄物板栗殼作為原料,通過采用檸檬酸酯化和丙烯酸接枝化化學(xué)改性方法制備獲得CACS和AACS兩種重金屬吸附劑?；诒狙芯恐蠥ACS具有更好的吸附性能,為提高吸附劑分離效率和水力性能,采用酸堿法對(duì)板栗殼纖維素進(jìn)行提取、并用DMAc/LiCl溶液進(jìn)行溶解,通過與Fe3O4共混、固化制成磁性材料后進(jìn)行接枝化改性,得到接枝化磁性板栗殼纖維素珠體(AACMB)。通過對(duì)溶液初始pH值、吸附劑投加量、吸附時(shí)間、吸附溫度等影響因素進(jìn)行討論,

2、對(duì)吸附動(dòng)力學(xué)過程和吸附等溫線進(jìn)行擬合分析,結(jié)合紅外光譜、掃描電鏡-能譜等表征手段進(jìn)一步研究其吸附機(jī)理。獲得以下結(jié)論:
　　1.通過紅外光譜和掃描電鏡對(duì)CACS、AACS和AACMB和未改性原料進(jìn)行表征分析,發(fā)現(xiàn)改性后材料表面光滑,結(jié)構(gòu)內(nèi)羧基官能團(tuán)增加,表明成功制備改性吸附材料CACS、AACS和AACMB。
　　2.吸附性能主要受到溶液初始pH值和吸附溫度的影響。在溶液初始pH值大于4.0條件下,三種材料均表現(xiàn)出良好的吸附性

3、能。其中,AACS和AACMB的吸附能力好于 CACS,但AACS和AACMB在pH值較低時(shí)吸附性能受到嚴(yán)重的抑制。在25℃、AACMB投加量為1.6g·L-1、初始濃度為50mg·L-1以及pH為4.0條件下,溶液中97.89％的Cr(III)被去除,優(yōu)于其它兩種吸附材料。
　　3.研究了溶液中Fe(III)和Cr(III)共存對(duì)AACMB吸附Cr(III)的影響,結(jié)果表明隨著溶液中Fe(III)的增加,AACMB對(duì)Cr(III

4、)吸附量下降。當(dāng)溶液中Fe(III)和Cr(III)初始濃度均為50mg·L-1時(shí),AACMB對(duì)Cr(III)的吸附性能受到嚴(yán)重的抑制,這可能是因?yàn)镕e(III)離子半徑較大,易于與羧酸根發(fā)生反應(yīng)而優(yōu)先吸附。
　　4.對(duì) CACS、AACS和AACMB吸附Cr(III)的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,結(jié)果表明其動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,并推斷三種吸附劑吸附速率主要受化學(xué)吸附控制,而顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型擬合結(jié)果表明膜擴(kuò)散和顆粒內(nèi)擴(kuò)散速率對(duì)吸附

5、速率均有影響。三種材料的等溫吸附數(shù)據(jù)符合Langmuir等溫模型,在318K時(shí),理論最大吸附量分別為36.63、37.82和36.75mg·g-1,優(yōu)于大多數(shù)低成本吸附劑,結(jié)合Dubinin-Radushkevich模型的擬合結(jié)果,推斷三種吸附材料對(duì)Cr(III)的吸附包含了物理吸附和化學(xué)吸附作用。吸附熱力學(xué)結(jié)果顯示三種吸附劑的吸附過程均屬于吸熱反應(yīng),同時(shí)其吸附過程是自發(fā)的。結(jié)合三種吸附材料吸附前后的紅外光譜和能譜進(jìn)行分析,結(jié)果表明三種