交联薯渣黄原酸酯的制备及其吸附重金属离子的研究

摘要

本文以木薯渣为原料，经过粉碎、过筛、水洗、干燥、交联、碱化、黄化、转型等过程制备交联薯渣黄原酸酯(Crosslinked Cassavaresidue Xanthate，简称CCX)，并研究其应用于废水处理及其吸附重金属离子的机理。本研究旨在通过化学改性使木薯渣转化为对重金属离子有着良好吸附效果的吸附材料，这不仅解决了木薯渣在环境领域中的固体废弃物问题，又可以利用其制备的吸附剂吸附废水中重金属离子而达到以“废”治“废”的目的。研究结果表明：
　　 (1)交联薯渣的交联度随着环氧氯丙烷用量的增大而增大；CCX的含硫量随着交联薯渣的交联度的增大而减小；CCX的含硫量随着二硫化碳用量的增加而增大。
　　 (2)处理含铅离子废水：研究结果表明，当CCX加入量为理论加入量的5.6倍时，pH为8.5，在40℃下搅拌反应1h，Pb(Ⅱ)的吸附容量为248.34mg/g，去除率达到99.33％，处理后的废水中Pb(Ⅱ)浓度为0.33mg/L，低于国际排放标准(1.Omg/L)。
　　 (3)处理铬离子废水：研究结果表明，当CCX加入量为理论加入量的3.0倍时，pH为2.5，在45℃下搅拌反应50min，Cr(Ⅵ)的吸附容量为37.76mg/g，去除率达到99.69％，处理后的废水中Cr(Ⅵ)浓度为0.15mg/L，低于国际排放标准(0.5mg/L)。
　　 (4)对CCX的吸附容量进行研究，得出吸附容量随离子浓度和CCX的含硫量的增加而增加。
　　 (5)对CCX-Pb、CCX-Cr残渣进行分析，发现残渣十分稳定，浸出率低，对环境没有二次污染，而且还有一定的重生性能。
　　 (6)通过对CCX-Pb、CCX-Cr残渣的红外光谱分析和IR-TG联用光谱分析，结果表明，CCX对铅离子的吸附能力比对铬离子强。
　　 (7)通过等温吸附，红外光谱分析和TG-IR联用光谱分析对CCX去除重金属废水的作用机理进行了理论研究，其研究结果表明：CCX吸附铅离子的机理，是取代反应；而对铬重金属离子来说，氧化还原反应和取代反应并存。