文档介绍：博士学位论文橘子皮化学改性及其对重金属离子吸附行为的研究学科专业:材料冶金学院怠⑺:冶金科学与工程学院,指导教师:郭学益教授中分类号南大学年月密级●.●
作者签名:蛆导师签虿弛期:斗年卫月』日日期:晟显隆蝗学位论文版权使用授权书原创性声明本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均己在论文中作了明确的说明。本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名:允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内
摘要现代工业的迅速发展产生了大量含重金属废水,对环境和人体健康造成严重危害。如何消除重金属的危害并有效地回收贵重金属是当今环境保护工作面临的突出问题。生物吸附技术作为新兴的重金属去除技术,愈来愈受到人们的关注。与传统的重金属离子去除方法相比,生物吸附法的吸附原料来源广泛,且在原料的成本及环境保护方面显示出较大的优势,因此具有广阔的应用前景。本论文选用农林废弃物质橘子皮为原料,对其进行化学改性,制备了一系列重金属离子生物吸附剂,并通过对水溶液中,,,和吸附行为的研究,考察了改性橘子皮生物吸附剂的吸附性能。采用现代分析检测技术,如吸附法、红外光谱分析和扫描电镜等,对改性前后橘子皮的比表面积、表面电荷、结构、形貌进行了表征,探讨了橘子皮化学改性的机理,优化了改性反应的条件。通过静态吸附实验,考察了在不同加入量、、温度、初始浓度以及干扰离子存在的条件下,改性橘子皮生物吸附剂对重金属离子吸附效果的影响,并对吸附热力学及吸附动力学行为进行了研究;同时,对改性橘子皮的再生技术以及对含金属离子的实际工业废水的处理效果进行了试验。通过动态吸附实验,测定了不同床层高度、不同流量和不同初始浓度下的透过曲线,考察了床层高度、溶液流速用氢氧化钠、氢氧化钠和氯化钙以及丙烯酸甲酯对橘子皮分别进行了皂化、皂化交联和接枝共聚三种方式改性处理。改性研究结果表明,使用氢氧化钠、氢氧化钠和氯化钙以及丙烯酸甲酯对橘子皮进行改性时,反应物料配比、各反应阶段的反应温度和反应时间等因素影响改性橘子皮的吸附容量以及改性物质产率或接枝率。在结构形貌方面,扫描电镜观察表明,与相比,皂化改性橘子皮驮砘交联改性橘子皮的表面变得粗糙多孔,比表面积增大;在表面电性方面,电位和总负电荷测定结果表明蚐砻嫠带的负电荷增多,有利于与重金属离子相互吸引。图谱分析表明皂化及皂化交联改性使橘子皮中甲酯化的羧基水解为羧基,活性官能团的数目提高。接枝共聚改性后的橘子皮由于分子表面接枝聚丙烯酸,使外观形貌变得光滑,比表面积减少,但由于羧基官能团和初始浓度对吸附过程的影响。摘要博士学位论文
静态吸附实验结果表明,吸附过程的最佳值为甇“.凰孀数目的剧增,使表面所带负电荷随之急剧增加。图谱分析也表明聚固体吸附剂加入量的提高,改性橘子皮对水溶液中重金属离子的去除率也随之提高,当固液比为疞时,蚐运芤褐蠧,,和具有较好的吸附效果;除对的吸附外,所有其它吸附过程的吸附量随温度的升高而减小,热力学数据说明改性橘子皮生物吸附剂对重金属离子的吸附过程是自发进行的、熵减小的放热过程。改性橘子皮生物吸附剂对重金属离子的吸附均符合等温吸附模式。与相比,蚈运中重金属离子的吸附容量均得到提高,特别是,对,,,锏轿狡胶狻灾亟鹗衾胱敬锏狡胶猓椒从λ俾氏瓤旌舐焦谭准二级动力学方程,而且吸附过程由膜扩散和颗粒内扩散联合控制,颗粒内扩散速率大小是决定整个吸附反应速度的关键。水溶液中常见的、衾胱拥拇嬖谝约捌渌亟鹗衾胱拥拇嬖诙改性橘子皮生物吸附剂吸附性能的影响比较复杂,没有确定的规律可循,总体来说重金属离子的存在对吸附的遏制作用大于常见阳离子。芤憾晕奖ズ偷母男蚤僮悠ど镂郊两馕吸率可达到%以上。通过次吸附一解吸循环试验表明,改性橘子皮的吸附容量未发生明显的变化,可以循环利用。的动态吸附过程研究表明,较大的流速、较高的初始浓度和较短的床层长度将使床层穿透加快。根据静态吸附实验结果,将和混合溶液在时通过装有蚈墓定床进行分离,结果表明可以通过装有这三种吸附剂的固定床实现水溶液中的富集、与的分离或从溶液中富集。使用改性橘子皮生物吸附剂对实际水样进行了处理,结果表明,经过改性橘子皮生物吸附剂的吸附,废