改性丝瓜络对水体中六价铬的吸附特性研究

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重金属污染是目前最受关注的环境污染问题之一，由于六价铬污染的剧毒性，难处理性，分布广泛性，备受研究人员的关注。对六价铬污染的治理已有大量的研究，虽然有众多的处理方法，但是由于处理方法的局限性，处理过程的二次污染，以及处理设备和处理过程需要较高的费用，使得极少数的方法在实际处理中得到应用。最为常用，研究也最多的是吸附法，此方法最重要的是吸附剂的选择，目前已有很多致力于寻找廉价高效的吸附材料以及简单有效的改性方法的研究。丝瓜络，这种农作物的废弃物被选用为原材料，利用乙二胺改性法对原材料进行改性，采用磷酸活化法将原材料制备成活性炭（AC），并用氯化铁浸泡法得到改性的活性炭（AC-Fe），通过对得到的吸附材料的吸附特性研究，探究吸附的最佳条件，并通过测定活性炭的物理化学性质，分析活性炭对六价铬的吸附原理。
　　本研究主要内容包括：⑴丝瓜络的改性可以在一定程度上提高其对溶液中的六价铬的去除效果，使得去除率从最初的14.62％提高到84.52%。外在的因素对改性丝瓜络的吸附过程也有一定的影响，弱酸性的条件可以提高吸附过程的去除率，也可以增加吸附量，当pH值为3时，去除率可以达到96.17%，平衡吸附量也达到了9.67mg/g，然而改性丝瓜络在处理高浓度的铬溶液的效果并不理想。将丝瓜络制备成活性炭AC，大大的提高了吸附效果，当初始浓度为200mg/L时，最大平衡吸附量达到了121.32mg/g，对较高浓度的六价铬溶液也有一定的处理效果。通过改性得到的AC-Fe吸附性能更加优越，较低的投加量也能达到很好的处理效果，强酸性条件下，平衡吸附量为48.28mg/g，去除率也可达到98.71%。⑵采用扫描电镜照片(SEM)，孔径分布，比表面积分析(BET)和傅里叶红外光谱分析(FTIR)对AC和AC-Fe的物理和化学性质进行分析。通过SEM可以观察到 AC和AC-Fe的表面特征，主要表现为多孔性和粗糙性，改性前后表面特性的改变并不是特别明显。AC的比表面积为834.130 m2/g，AC-Fe的比表面积为834.006m2/g，孔径分布图中改性后活性炭的微孔数量明显高于改性前。对吸附前后的活性炭的FTIR分析表明，丝瓜络活性炭吸附后有明显的吸收峰的强度和位置的变化，这些变化说明吸附作用改变了活性炭表面的酸性含氧官能团的数量，改性后在活性炭表面可能增加了Fe-O键，从而增加了六价铬的结合位点，提高了吸附效果。吸附等温线，吸附动力学和热力学的探究表明，吸附过程为单分子层吸附，吸附速率的限制因素为吸附机理，吸附过程为自发的吸热反应。

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作者
王艳娜;
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作者单位

山东师范大学;

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授予单位山东师范大学;
学科环境科学
授予学位硕士
导师姓名苗明升,孔强;
年度 2017
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类电镀、电解工业;技术方法;
关键词
化工废水; 六价铬污染; 污水处理; 丝瓜络吸附;

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