论文部分内容阅读
含砷废水对水体和土壤造成严重污染，并最终通过食物链或地面水、地下水进入人体而危害人体健康。因此，废水中砷的脱除是一个长期且必须关注的问题。研发经济、高效的脱砷材料和脱砷方法，具有重大的社会、经济和环境意义。吸附法除砷简单易行，受到了研究者的广泛关注。介孔材料SBA-15孔道结构规则、水热稳定性较好，生物质炭BC廉价易得，表面基团丰富，本论文主要以两者为载体，通过化学接枝法在载体表面上构建咪唑类离子液体，以此作为吸附剂用于处理模拟含砷废水的研究。主要研究结果如下:
(1)将离子液体Si(MeO)3PMIMCl嫁接到用水热方法合成的SBA-15上制得离子液体功能化吸附剂IL-SBA-15，采用静态吸附试验，以吸附剂对As(V)模拟废水吸附平衡时的吸附率为指标测定吸附剂对As(V)的吸附性能，并与其它几种经典吸附剂比较。结果表明，对As(V)的吸附性能顺序为:IL-SBA-15＞BC-IL＞季铵盐改性海泡石＞聚合氯化铝改性海泡石＞Ca/SBA-15＞SBA-15。通过单因素实验进一步考察了制备条件和吸附条件对IL-SBA-15吸附剂处理模拟含砷废水的影响，在优化的制备条件(TEOS∶ P123∶ HCl∶ H2O=1∶0.017∶5.88∶171、焙烧温度550℃、焙烧时间6h、离子液体与SBA-15质量比为7∶5、改性时间12h）和吸附条件（平衡时间12h;最佳pH值3.99;吸附温度20℃）下，其吸附率可达81.71％。并研究了20℃条件下，1 mg/L As(V)模拟废水中的吸附动力学规律，得出此条件下的饱和吸附容量为0.2049 mg/g;吸附剂对As(V)吸附更符合拟一级动力学模型。通过TG-DTA、FT-IR等方法对IL-SBA-15进行了表征，证实了离子液体成功地嫁接到了SBA-15上，离子液体固载量为0.7663 mmol/g。
(2)将离子液体Si(MeO)3PMIMCl固载到以竹粉为原料，使用硫酸炭化制备的生物质炭上制得离子液体功能化生物质炭吸附剂BC-IL。采用化学滴定法测定了BC上的-COOH，-OH，-SO3H基团含量和BC-IL的Si含量和Cl含量，并通过TG-DTA、FT-IR等方法进行了表征，证实了离子液体成功地嫁接到了BC上，估算出生物质炭材料上离子液体的固载量为0.4224 mmol/g，固载率为50.83％。采用静态吸附法考察了BC-IL在不同吸附条件下的吸附性能。得出吸附平衡时间为8 h;最佳pH值为4.87;温度对吸附率及吸附容量的影响较小，5℃时吸附效果最佳。研究了20℃条件下，1 mg/L As(V)模拟废水中的吸附动力学规律，得出此条件下的饱和吸附容量为0.2920 mg/g，吸附率为67.43％;吸附剂对As(V)吸附更符合拟一级动力学模型。