【摘要】：纖維素是一種天然可降解的高分子材料,是一種無(wú)二次污染的環(huán)境友好型材料。本文章利用木屑纖維素為基材制備了纖維素負(fù)載零價(jià)鐵、纖維素負(fù)載鐵鈰雙金屬氧化物、纖維素負(fù)載鐵錳雙金屬氧化物三種吸附劑。并研究了三種材料對(duì)含砷廢水的吸附性能。同時(shí)對(duì)三種吸附材料進(jìn)行了特性表征:掃描電鏡、改性材料合成前后的SEM-EDX、紅外光譜分析、SEM-EDX mapping,以此來(lái)證明合成反應(yīng)的成功。以木屑纖維素為基體原料,采用液相還原法,制備了負(fù)載零價(jià)鐵纖維素(C-ZVI)吸附劑,采用紅外光譜(FTIR)和掃描電鏡(SEM)對(duì)C-ZVI進(jìn)行表征,證明該吸附劑制備成功。實(shí)驗(yàn)探究了不同吸附條件C-ZVI對(duì)水中砷離子(As)的吸附性能,同時(shí)討論了該吸附劑的最佳吸附條件和吸附動(dòng)力學(xué)和等溫吸附模型的擬合。研究結(jié)果表明,當(dāng)砷離子濃度低于100 mg/L時(shí),吸附效率均可達(dá)到90%以上。當(dāng)溶液的pH為3-7,吸附劑投加量2 g/L,反應(yīng)溫度為25℃,As初始濃度為100 mg/L時(shí),C-ZVI對(duì)As的吸附容量高達(dá)45.69 mg/g。對(duì)吸附數(shù)據(jù)擬合確定C-ZVI對(duì)砷離子的吸附符合Freundlich等溫吸附模型,說(shuō)明吸附以多分子層吸附為主。C-ZVI的吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)表明,整個(gè)吸附過(guò)程更遵循準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)模型,說(shuō)明其以化學(xué)吸附為主。由于氧化鐵和氧化鈰都具有很強(qiáng)的吸附性能,本實(shí)驗(yàn)采用共沉淀法制備了負(fù)載鐵鈰雙金屬氧化物纖維素,并對(duì)其吸附性能進(jìn)行了研究。對(duì)制備的負(fù)載鐵鈰雙金屬氧化物纖維素對(duì)砷離子的吸附性能進(jìn)行了探究,通過(guò)吸附試驗(yàn)確定其最佳吸附條件為:pH為2-10,吸附大概需要60分鐘達(dá)到平衡,初始As離子濃度越低吸附效率越高,最大吸附容量可達(dá)到32mg/g。通過(guò)對(duì)As離子吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)擬合,負(fù)載鐵鈰雙金屬氧化物纖維素對(duì)As離子的吸附符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,說(shuō)明其吸附機(jī)理主要為化學(xué)吸附。通過(guò)對(duì)等溫吸附模型數(shù)據(jù)擬合,證明負(fù)載鐵鈰雙金屬氧化物纖維素對(duì)As離子的吸附符合Freundlich等溫吸附模型,說(shuō)明反應(yīng)以多分子層吸附為主。二氧化錳具有氧化作用,可將三價(jià)砷離子氧化成更易去除的五價(jià)砷離子。本實(shí)驗(yàn)利用共沉淀法成功制備了負(fù)載鐵錳雙金屬氧化物纖維素。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在pH為3-7,吸附時(shí)間60 min時(shí),初始As離子濃度越低吸附效率越高,最大吸附容量可達(dá)到21.42 mg/g。通過(guò)對(duì)As離子吸附動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)擬合,負(fù)載鐵錳雙金屬氧化物纖維素對(duì)As離子的吸附符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,擬合度高達(dá)0.9999,說(shuō)明該吸附機(jī)理主要為化學(xué)吸附。探究該吸附劑對(duì)等溫吸附模型數(shù)據(jù)擬合,負(fù)載鐵鈰雙金屬氧化物纖維素對(duì)砷離子的吸附更加符合Langmuir等溫吸附模型,說(shuō)明該吸附以單分子層吸附為主。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X703;O647.3
【圖文】：

圖 1-1 纖維素的分子鏈結(jié)構(gòu)式維素預(yù)處理方法素因其結(jié)構(gòu)問(wèn)題，在溶劑中的溶解性很小，這是由其分子鏈之大量的氫鍵導(dǎo)致的。所以在對(duì)纖維素進(jìn)行改性之前，要先進(jìn)行

圖 2-1 C-ZVI 樣品掃描電鏡圖3.2 FTIR 表征圖 2-2 為吸附 As 前后的 C-ZVI 的 FTIR 光譜圖。3416 cm-1處強(qiáng)而寬的伸縮動(dòng)吸收峰是醇羥基-OH 的伸縮振動(dòng)導(dǎo)致的；2877cm-1處為 C-H 的伸縮振動(dòng)吸

【參考文獻(xiàn)】

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1 張帆;李菁;譚建華;王波;黃福;;吸附法處理重金屬?gòu)U水的研究進(jìn)展[J];化工進(jìn)展;2013年11期

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本文編號(hào)：2727294