煤/PEI交联复合螯合吸附剂对重金属离子的去除及机理研究

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本论文是依托导师的国家自然科学基金项目“煤/聚乙烯亚胺交联复合螯合吸附剂制备及其对重金属离子的协同作用机制研究(51278418)”。利用褐煤的物理化学结构特点，采用高能球磨制备超微煤粉以增大其表面反应活性，通过化学接枝将聚乙烯亚胺(PEI)引入煤的大分子结构中以增加其对重金属离子的螯合性能，将煤表面的接枝基团与交联剂进行化学交联成型，成功制备了既具优异螯合吸附性能和良好机械性能及化学稳定性的煤/PEI交联复合螯合吸附剂。
　　通过静态实验考察煤/PEI交联复合螯合吸附剂对含Pb2+、Ni2+和Cd2+模拟废水、冶炼废水和化学镀镍废水中重金属的吸附螯合性能。煤/PEI交联复合螯合吸附剂对Pb2+、Cd2+和Ni2+的吸附符合二级吸附动力学模型和Freundlich吸附等温模型，复合螯合吸附剂对Pb2+、Ni2+和Cd2+的饱和吸附量分别为74.44、65.28和63.77mg/g。实验条件下，煤/PEI交联复合螯合吸附剂对实际废水中重金属离子的吸附效果好。分别用HCl溶液和NaOH溶液、功率比为60%的超声波三种方法对吸附饱和的煤/PEI交联复合螯合吸附剂进行脱附再生处理，HCl溶液对螯合吸附剂的脱附效果最好。
　　利用比表面及孔径分析、激光粒度分析、元素分析、FTIR、热重分析及SEM等对煤粉、交联复合螯合吸附剂的制备中问产物和产品进行分析，研究了交联复合螯合吸附剂的制备机理，分析了煤/PEI交联复合螯合吸附剂的物理化学结构并建立分子结构模型。
　　通过对煤/PEI交联复合螯合吸附剂制备过程和吸附前后FTIR、SEM、孔结构等分析对比，提出了煤/PEI交联复合螯合吸附剂与重金属离子作用的机制。煤/PEI交联复合螯合吸附剂中丰富孔隙结构可以吸附溶液中的重金属离子，而其分子结构中自由的胺基等可以和重金属离子发生螯合反应，形成稳定的螯合物，吸附和螯合可以起到协同作用。

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作者
安洋康;
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作者单位

西安科技大学;

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授予单位西安科技大学;
学科环境工程
授予学位硕士
导师姓名刘转年,孙长顺;
年度 2017
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类废水的处理与利用;吸附剂;
关键词
煤; 聚乙烯亚胺; 重金属离子; 复合材料; 去除机理; 螯合吸附剂;

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