本文關(guān)鍵詞：聚丙烯酸系聚合物凝膠材料的制備及其吸附重金屬離子的研究

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【摘要】：重金屬?gòu)U水處理是當(dāng)今世界所面臨的一項(xiàng)嚴(yán)峻課題,吸附法因其具有吸附速率快、吸附容量大和操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)而在處理重金屬?gòu)U水領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文制備了三種基于丙烯酸鈉的復(fù)合凝膠吸附劑,系統(tǒng)地研究了它們對(duì)水溶液中Pb2+、Cd2+等重金屬離子的吸附性能,主要內(nèi)容如下：1.采用分散聚合法制備了一系列的GO增強(qiáng)的聚丙烯酸鈉復(fù)合凝膠材料P(AANa-co-AM)/GO,對(duì)樣品進(jìn)行了XRD、FT-IR、SEM和TGA表征及溶脹率和拉伸強(qiáng)度測(cè)試,并研究了P(AANa-co-AM)/GO對(duì)Pb2+和Cd2+的吸附性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：1.0wt%GO的加入能有效提高共聚物復(fù)合凝膠的力學(xué)強(qiáng)度和對(duì)Pb2+、Cd2+的吸附率；當(dāng)AANa:AM=1:1、MBA投加量為0.8wt%時(shí)所制備的P(AM-co-AANa)/GO的復(fù)合凝膠對(duì)Pb2+和Cd2+具有較優(yōu)的吸附性能與合適的溶脹率(282.2 g/g)。P(AANa-co-AM)/GO對(duì)Pb2+和Cd2+分別在pH=4.0-5.0和4.5-6.0具有較好的吸附效果；Mg2+、Ca2+的存在對(duì)Cd2+的吸附影響較顯著；P(AANa-co-AM)/GO對(duì)Pb2+和Cd2+的吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,P(AANa-co-AM)/GO對(duì)Pb2+和Cd2+的吸附等溫線符合Langmuir模型,298K下對(duì)Pb2+和Cd2+的最大吸附量分別為452.25和196.38 mg/g。P(AANa-co-AM)/GO凝膠吸附劑可實(shí)現(xiàn)4次以上有效重復(fù)利用。采用EDS和XPS表征分析了P(AANa-co-AM)/GO對(duì)Pb2+和Cd2+的吸附機(jī)理；P(AANa-co-AM)/GO對(duì)80 mg/L的Pb2+模擬廢水具有較好的柱吸附效果,可有效凈化含Pb2+廢水并實(shí)現(xiàn)吸附劑的原位再生。2.采用反相懸浮聚合法制備了粒狀交聯(lián)聚丙烯酸鈉凝膠(gc-PAANa),對(duì)gc-PAANa樣品進(jìn)行了SEM、FT-IR和TGA等表征和吸水率測(cè)試,并將其用于對(duì)水溶液中Pb2+的吸附研究。結(jié)果表明：gc-PAANa具有較好的粒狀微孔結(jié)構(gòu),平衡溶脹率為71.6g/g; gc-PAANa在pH=3.0-5.0時(shí)對(duì)Pb2+均具有較好的吸附效果,對(duì)濃度為200 mg/L的Pb2+的平衡吸附量可達(dá)到198.5 mg/g以上；PAANa對(duì)Pb2+的吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,吸附等溫線符合Langmuir模型,293 K下的最大吸附量為446.98 mg/g; gc-PAANa吸附劑可實(shí)現(xiàn)4次以上重復(fù)利用；采用XPS表征分析了gc-PAANa對(duì)Pb2。+的吸附機(jī)理.3.采用分散聚合法結(jié)合Ca2+表面交聯(lián)制備了聚丙烯酸鈉包覆的Fe304粒狀磁性復(fù)合凝膠PAANa@Fe3O4,對(duì)樣品進(jìn)行了XRD、SEM、FT-IR和TGA等表征和磁分離效果測(cè)試,結(jié)果表明：PAANa@Fe3O4的粒徑介于50-100pm,具有較好的磁響應(yīng)性。以PAANa@Fe3O4為吸附劑研究了其對(duì)水溶液中Pb2+和Cd2+的吸附性能,結(jié)果表明PAANa@Fe3O4在pH=2-6范圍內(nèi)均具有較好的吸附性能,在pH=5.0和吸附劑投加量分別為1.0和1.6g/L的條件下Pb2+(200 mg/L)和Cd2+(100mg/L)的去除率分別達(dá)到99.87%和94.13%。PAANa@Fe3O4對(duì)Pb2+和Cd2+的吸附動(dòng)力學(xué)符合準(zhǔn)二級(jí)模型,吸附等溫線符合Langmuir模型,對(duì)Pb2+和Cd2+的最大吸附量分別為427.93和288.58 mg/g。將PAANa@Fe3O4用于處理實(shí)際電解礦漿廢水,發(fā)現(xiàn)能有效去除其中的Pb2+和Cd2+。
【學(xué)位授予單位】：吉首大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703;TQ427.26

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本文編號(hào)：1294654