论文部分内容阅读
本文通过对四种不同特性的常见吸附剂732离子交换树脂、D113离子交换树脂、斜发沸石以及废弃啤酒酵母(Yeast)进行比选,结合D113离子交换树脂中羧基对锰离子亲和力强且废弃啤酒酵母价格低廉、来源广、无毒副作用的优点,通过柠檬酸改性的方式将羧基接枝到废弃啤酒酵母表面,合成制作工艺简单成本低廉的柠檬酸改性酵母(CA-Y)吸附剂。并通过静态批次实验、动态吸附柱实验以及表征手段探讨Yeast及CA-Y的吸附特性及机理。静态批次实验结果表明,Yeast及CA-Y对锰的吸附受pH影响较大,在pH=6时能到达最大吸附量。而在等温线实验中,Langmuir模型能更好的拟合Yeast及CA-Y对锰的吸附等温线,其理论最大吸附量分别为141.76mg/g、52.79mg/g(反应温度为30℃时)。热力学实验表明Yeast及CA-Y对锰的吸附均是自发的、吸热的、且具有一定的无序性。由动力学实验可知,表面反应是Yeast及CA-Y对锰的吸附主导因素,而准一阶动力学模型对Yeast及CA-Y吸附锰的动力学拟合度更高。解吸再生实验表明,H2SO4对CA-Y有较好的解吸再生效果,且经过5轮吸附解吸后其吸附量仍能达到91.4mg/g;而其对Yeast的解吸再生效果并不明显。此外本文采用实际锰渣渗滤液分别对CA-Y及Yeast进行动态穿透及解吸实验,实验结果表明,CA-Y与Yeast均能实现对锰渣渗滤液中锰离子的分离,其对锰的吸附量分别为6.91mg/g及3.99mg/g,但是锰渣渗滤液中其他阳离子(Ca2+、Mg2+)对锰的分离影响较大。而采用H2SO4作为解吸液能迅速将富集在Yeast和CA-Y上的锰离子洗脱,洗脱液中锰浓度分别为锰渣渗滤液中锰初始浓度的0.75及2倍。通过采用场发射扫描电镜、傅里叶红外光谱以及X光电子能谱对吸附锰前后Yeast及CA-Y经行表征,结果表明-OH、C-O、以及含氮官能团参与了Yeast与二价锰离子的反应,-OH及C-O参与了CA-Y与二价锰离子的反应。