【摘要】：水污染給人類帶來的威脅日益嚴(yán)峻,其中,廢水中重金屬六價(jià)鉻離子排放量大,處理難度高,對人類的危害尤為嚴(yán)重。利用活性炭吸附法處理工業(yè)含鉻廢水,具有操作簡單,吸附效率高,投資少,無二次污染等優(yōu)勢�；钚蕴祭w維(ACF)作為新一代活性炭,孔結(jié)構(gòu)以微孔為主,孔徑小且分布窄,對重金屬離子具有很強(qiáng)的物理吸附作用。但是,活性碳纖維表面活性基團(tuán)較少,對六價(jià)鉻離子化學(xué)吸附能力不足,其總吸附容量尚有提升空間。因此,可通過對ACF進(jìn)行表面修飾改性,引進(jìn)活性基團(tuán),進(jìn)一步擴(kuò)充對六價(jià)鉻離子的吸附容量。聚乙烯亞胺(PEI)是一種無毒的無定型化合物,富含大量活性氨基,對水中六價(jià)鉻離子有非常好的化學(xué)吸附效果�；诖�,本文制備了PEI@ACF和具有光催化活性的TiO_2@PEI@ACF,探究兩種吸附劑對六價(jià)鉻離子的去除效果,最終實(shí)現(xiàn)高效去除廢水中的六價(jià)鉻離子。具體研究結(jié)果如下:1.采用PEI對ACF進(jìn)行表面化學(xué)修飾,使其表面接枝了氨基,提高其對六價(jià)鉻的吸附能力。接枝所用的PEI分子的相對分子質(zhì)量為10000,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時(shí),制備的PEI@ACF對六價(jià)鉻的吸附效果最佳。此時(shí),對于吸附初始濃度為100 mg L~(-1)六價(jià)鉻溶液,在pH分別為1、2、3、5、7的環(huán)境下吸附能力比未改性ACF在同等條件下分別提高了0.4%、15.9%、18.4%、15.6%和21.8%。PEI@ACF對六價(jià)鉻的吸附性能受到溫度和pH的影響較大,升高溫度、降低溶液pH值有利于PEI@ACF對六價(jià)鉻離子的吸附。PEI@ACF對六價(jià)鉻離子的吸附過程符合Langmuir等溫吸附模型,屬于單層表面吸附,理論最大吸附容量為532.1 mg g~(-1)。PEI@ACF經(jīng)過6次吸附-脫附再生過程,靜態(tài)吸附依然可保有原吸附容量的80%,顯示了PEI@ACF作為吸附材料具有優(yōu)異的循環(huán)利用性,可靠性高。通過建立穿透曲線,表明了PEI@ACF具有較強(qiáng)的連續(xù)吸附能力,當(dāng)水力停留時(shí)間為35 min時(shí),穿透點(diǎn)為1400 mL,吸附終點(diǎn)為2900 mL,對于進(jìn)水濃度為100 mg L~(-1),pH=2的含鉻廢水,可保證在連續(xù)進(jìn)水24 h內(nèi)去除率達(dá)到99.5%以上,出水符合國家排放標(biāo)準(zhǔn)。2.采用水熱法制備了TiO_2@PEI@ACF,并用于含鉻廢水的處理,通過光催化-吸附作用,進(jìn)一步提高對水中六價(jià)鉻的去除率。TiO_2負(fù)載量對光催化去除六價(jià)鉻的效果影響很大,研究得出當(dāng)TiO_2與PEI@ACF的投料質(zhì)量比為1:1時(shí),去除效果最佳。批次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),光催化去除六價(jià)鉻離子的影響因素主要有pH、六價(jià)鉻初始濃度、光照時(shí)間等。去除率隨pH值的減小,光照時(shí)間的延長,六價(jià)鉻初始濃度降低而提高。TiO_2@PEI@ACF靜態(tài)光催化-吸附六價(jià)鉻比相同條件下PEI@ACF的吸附的去除率有了顯著提高。pH=2時(shí),TiO_2@PEI@ACF光催化-吸附100 mg L~(-1)六價(jià)鉻的去除率為99.6%,滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)。對于10 mg L~(-1)六價(jià)鉻離子,可實(shí)現(xiàn)在相對溫和的pH條件下保持95%以上的去除率,出水滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn),以此可簡化工業(yè)凈水工藝,節(jié)約成本。本文通過接枝PEI于活性碳纖維提高了對水中六價(jià)鉻離子的吸附能力。在PEI@ACF表面負(fù)載TiO_2,通過光催化-吸附作用進(jìn)一步提高了對水中六價(jià)鉻的去除率。因此,PEI@ACF和TiO_2@PEI@ACF可作為潛在的吸附劑用于實(shí)際工業(yè)含鉻廢水的處理。
【圖文】：

圖 1.1 二氧化鈦負(fù)載活性炭光催化還原Cr(Ⅵ）示意圖.1 Diagram of Cr (Ⅵ) photocatalytic reduction on TiO2-AC

圖 1.2pH值對負(fù)載納米鐵活性炭纖維去除Cr(Ⅵ）的性能的影響he effect of pH value on the performance of Cr(Ⅵ）removal forAC生物/活性炭吸附材料微生物與碳材料結(jié)合是一種新型的改性方式，其本質(zhì)是微生物華力、氫鍵、靜電作用、共價(jià)鍵及離子鍵等復(fù)雜的相互作用實(shí)炭在復(fù)合吸附材料中扮演微生物固定材料的角色�；钚蕴恳�，良好的生物相容性，耐生物腐蝕性及較高的機(jī)械強(qiáng)度，是最物的載體材料之一[61]。Quintelas[62-65]首先在粒狀活性炭上固定研究了濃硝酸、雙氧水改性對活性炭掛生物膜效果的影響，，結(jié)性的活性炭對微生物有更好的親和力，在 Cr(Ⅵ）初始濃度為能力達(dá)到 8.5 mg g-1。隨后又對比了不同初始濃度（100、50、鏈球菌、大腸桿菌和革蘭氏陽性菌對六價(jià)鉻的去除能力，如種微生物在不同的初始濃度下各具優(yōu)勢，提出微生物代謝產(chǎn)
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X703;TQ424

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 趙利堂;謝長法;;我國民辦職業(yè)教育政策變遷的內(nèi)在邏輯——基于倡導(dǎo)聯(lián)盟框架(ACF)的視角[J];教育發(fā)展研究;2016年23期

2 芮祥軍;何文君;;活性炭纖維(ACF)應(yīng)用于有機(jī)廢氣回收和凈化的進(jìn)展[J];污染防治技術(shù);2011年05期

3 耿虹,仲兆平;活性炭纖維(ACF)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用[J];能源研究與利用;2003年05期

4 周末;唐軼凡;劉經(jīng)緯;;中國部屬高校的人才培養(yǎng)效率與投入產(chǎn)出——基于結(jié)構(gòu)化ACF模型的比較研究[J];福建論壇(人文社會(huì)科學(xué)版);2016年03期

5 井強(qiáng)山,方林霞,張建州;活性炭纖維(ACF)的制備、性能及在石油加工中的應(yīng)用[J];信陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年03期

6 古昌紅,傅敏,余純麗,寧豐收;在微波輻射下用ACF處理吲哚溶液的實(shí)驗(yàn)研究[J];重慶環(huán)境科學(xué);2003年03期

7 黃伯芬;活性炭纖維(ACF)及其應(yīng)用[J];化工時(shí)刊;2003年11期

8 張穎一;傅岳鵬;譚凱;田民波;;應(yīng)用于平板顯示器封裝的ACF新進(jìn)展[J];半導(dǎo)體技術(shù);2009年03期

9 周勤;肖樂勤;陳春;;氧化改性ACF對鉛離子吸附作用的研究[J];化工時(shí)刊;2006年07期

10 張陳成;韓萍芳;;ACF/漆酶復(fù)合材料降解苯酚廢水的研究及超聲優(yōu)化[J];工業(yè)水處理;2017年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 路國忠;呂航;周麗娟;侯成武;;ACF玻璃棉外保溫系統(tǒng)在既有建筑節(jié)能改造中的應(yīng)用[A];中國絕熱節(jié)能材料協(xié)會(huì)第六次會(huì)員代表大會(huì)暨六屆一次理事會(huì)會(huì)議資料[C];2012年

2 趙麗寧;黃翔;狄育慧;;納米光催化與ACF組合技術(shù)凈化空氣的性能分析[A];第五屆功能性紡織品及納米技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)論文集[C];2005年

3 楚英豪;尹華強(qiáng);劉中正;串亞權(quán);羅得明;胡玉英;;活性炭纖維(ACF)脫硫動(dòng)力學(xué)研究[A];二氧化硫污染治理技術(shù)匯編——2001年全國煙氣脫硫成套技術(shù)工程應(yīng)用實(shí)例分析及學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2001年

4 謝捷鴻;彭曉峰;;ACF脫除NO的過程特性[A];第七屆全國工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

5 申祚飛;黃翔;顏蘇芊;;納米TiO_2與ACF復(fù)合材料凈化空氣性能的影響因素分析[A];第六屆功能性紡織品及納米技術(shù)應(yīng)用研討會(huì)論文集[C];2006年

6 胡愛娜;李陶深;蘭紅星;;一種基于ACF的抗幾何失真水印算法[A];2007年全國開放式分布與并行計(jì)算機(jī)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集(上冊)[C];2007年

7 趙麗寧;黃翔;狄育慧;;負(fù)載納米TiO_2的ACF濾料凈化空氣的性能分析[A];制冷空調(diào)新技術(shù)進(jìn)展——第四屆全國制冷空調(diào)新技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2006年

8 董新華;張海成;楊淼;張春霞;;ACF油液綜合凈化裝置在唐鋼冷軋薄板廠的開發(fā)試用[A];2007年河北省軋鋼技術(shù)與學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊）[C];2007年

9 黃正宏;康飛宇;沈萬慈;;CO／CO_2活化制備ACF及其孔結(jié)構(gòu)[A];第20屆炭—石墨材料學(xué)術(shù)會(huì)論文集[C];2006年

10 蔣龍?jiān)?;休克/急性循環(huán)衰竭(ACF)的早期識(shí)別與抗休克治療[A];2017第13屆中國中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)災(zāi)害醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)與第12屆廣東省中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)災(zāi)害醫(yī)學(xué)學(xué)術(shù)年會(huì)暨廣東省中西醫(yī)結(jié)合學(xué)會(huì)衛(wèi)生應(yīng)急學(xué)專業(yè)委員會(huì)成立大會(huì)暨2017災(zāi)害醫(yī)學(xué)與急危重癥高端論壇中國中西醫(yī)結(jié)合研究災(zāi)害醫(yī)學(xué)十年回顧資料集[C];2017年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

1 胡晶晶;直腸異常隱窩病灶（ACF）中Hedgehog信號(hào)通路的活性改變及其對結(jié)直腸癌預(yù)警作用的研究[D];南方醫(yī)科大學(xué);2011年

2 邱培菊;5-羥基多甲氧基黃酮抗結(jié)腸癌活性及其分子機(jī)制研究[D];中國海洋大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 蘇晗;改性ACF吸附廢液中六價(jià)鉻的研究[D];東華大學(xué);2018年

2 劉三亞;觸摸屏ACF粒子自動(dòng)光學(xué)檢測的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2018年

3 胡杰;觸摸屏ACF粒子的光學(xué)成像系統(tǒng)的研究[D];電子科技大學(xué);2018年

4 李春江;應(yīng)用ACF壓接的拉伸強(qiáng)度提高的研究[D];上海交通大學(xué);2009年

5 李笑嵐;酸性靛藍(lán)在ACF電極上的電化學(xué)脫色[D];大連理工大學(xué);2006年

6 宮傳東;廢舊有機(jī)纖維制備活性炭纖維（ACF）的工藝研究[D];西安科技大學(xué);2008年

7 王雨群;ACF-衍生采集—直接熱解析—毛細(xì)管氣相色譜法測定室內(nèi)空氣中甲醛的研究[D];南京理工大學(xué);2010年

8 畢會(huì)鋒;染料在ACF電極上的成對電解脫色[D];大連理工大學(xué);2006年

9 張玉清;應(yīng)用改性ACF選擇性脫除卷煙煙氣中的有害物質(zhì)[D];南京師范大學(xué);2011年

10 楊景;聚四氟乙烯（PTFE）纖維和活性炭纖維（ACF）的改性及其除油性能研究[D];東華大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2611804