论文部分内容阅读
随着工业化进程的加速,由工业废水排放进入水体中的重金属离子污染问题越来越严重,所以对重金属废水的处理,得到环保工作者更多的重视。近年来,人们采用中和沉淀、离子交换、膜过滤和吸附等多种方法处理工业废水中的金属离子。在研究治理此类废水时,一个普遍的共识是:有效的处理方法应该具有高效、方便、不会产生二次污染的特点。壳聚糖(CTS)是一种天然高分子化合物,高分子链段中含有-NH2和-OH活性基团,能与重金属离子形成配位化合物,可做为吸附剂,吸附重金属离子,而且无毒、不产生二次污染,并能被微生物作用分解。但壳聚糖可溶于酸性水溶液中易溶而流失,限制了其应用范围。本研究工作通过对壳聚糖进行化学改性,制备了两种不同的壳聚糖衍生物,并研究了它们对重金属离子的静态吸附性能。探讨了各种不同条件:溶液的pH值、吸附时间、起始浓度、温度等对吸附的影响。主要研究内容包括:1用α-酮戊二酸和氯乙酸对壳聚糖进行了化学改性,制备了一种新的吸附剂—羧酸化壳聚糖(CKCTS),研究了其对水溶液中Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附性能。实验结果表明:CKCTS是一种高效的吸附剂,其对Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的饱和吸附量分别达到0.555 mmol/g,0.733 mmol/g和0.827 mmol/g。pH值对吸附性能的影响比较大,吸附容量随溶液pH值的升高而增大。CKCTS对Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附速率较快,在20 min内基本达到吸附平衡。吸附符合Langmuir吸附等温线,CKCTS对Cd(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)的吸附主要属于单分子层化学吸附。随着温度的升高,吸附剂对金属离子的吸附容量随之降低,可以看出温度升高不利于其对金属离子的吸附,吸附过程是放热反应。2通过化学反应将硫代氨基脲成功的接枝在了壳聚糖上,制备了吸附剂CTOS,并研究了其对Ag+的吸附性能。实验证明:CTOS在酸中不溶解,可以在较宽的pH值范围内使用。CTOS对Ag+有较好的吸附性能,25℃下,pH=5时饱和吸附量可达1.78 mmol/g,优于壳聚糖。与Freundlich模型拟合结果相比,等温吸附更符合Langmuir模型,即CTOS对Ag+的吸附行为为单分子层吸附。吸附过程是吸热反应,升高温度有利于其对Ag+的吸附。在Ag-Cu、Ag-Zn、Ag-Pb的二元体系中,CTOS对Ag+的选择性系数分别达到74.86、5.36、13.86,故对Ag+有较好的吸附选择性,可以利用其选择性的吸附银离子。