改性花生壳对萘酚绿B、铜离子和磷酸根的吸附研究

摘要

经济的快速发展带来了一系列的环境问题，水污染尤为突出。我国农业副产物产量惊人，价格低廉，有必要研究开发其它用途。本文以农业副产物中的花生壳为原料，利用环氧氯丙烷和聚乙烯亚胺、β-环糊精对其进行化学改性，研究其对水溶液中萘酚绿 B（NGB）、Cu2+、磷酸根（PO43-）的吸附行为。对原花生壳（NPS）和改性花生壳（MPS）进行了表征和分析，包括红外光谱分析、元素分析、X射线衍射分析、X射线荧光分析、扫描电镜等，结果表明聚乙烯亚胺和β-环糊精均成功负载在花生壳表面。在相同条件下，改性前NPS对NGB、Cu2+、PO43-的单位吸附量分别为50.86、12.94、9.13 mg/g，而改性后MPS对其单位吸附量分别为144.81、31.98、60.07mg/g，吸附能力明显得到提高。
　　静态吸附实验研究了pH值、盐度、吸附时间、温度以及吸附质初始浓度等因素对吸附性能的影响，动态吸附柱实验研究了柱高、流速以及吸附质初始浓度对吸附性能的影响，并对吸附等温线、动力学曲线以及动态吸附穿透曲线进行模型拟合分析。
　　静态实验结果表明，MPS对NGB的优化吸附条件为：吸附剂用量为0.04g，pH=2；对Cu2+的优化吸附条件为：吸附剂用量为0.03g，pH=5.6；对PO43-的优化吸附条件为：吸附剂用量为0.01g，pH=4。盐的存在不利于吸附的进行。Langmuir模型和Koble-Corrigan模型能较好描述 NGB和Cu2+的吸附等温线；Koble-Corrigan模型能较好描述PO43-的吸附等温线。Elovich模型和双常数模型能较好描述吸附NGB的动力学过程；准二级动力学模型和Elovich模型能较好描述吸附Cu2+的动力学过程；准二级动力学模型能较好的描述对PO43-的吸附过程。对NGB和Cu2+的动态吸附过程符合Yan模型；对PO43-的动态吸附过程符合The Clark模型。通过讨论使用0.1mol/L的NaOH溶液对NGB解析的效果最好，再生率为90.7％；0.1mol/L的HCl溶液对Cu2+的解析效果最好，再生率达到77.2%；0.1mol/L的NaOH溶液对PO43-的解析效果最好，再生率达到90.8%。三种体系均可自发进行，对于NGB，为吸热过程，对于Cu2+和PO43-为放热过程。

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1 绪论

1.1 染料废水的研究现状

1.2 重金属废水的研究现状

1.3 含磷废水的研究现状

1.4 花生壳在水处理中的利用现状

1.5 聚乙烯亚胺（PEI）在废水处理中的研究现状

1.6 β-环糊精在废水处理中的研究现状

2 实验材料、实验方法和研究内容

2.1 实验材料和试剂

2.2 实验仪器

2.3 改性花生壳的制备

2.4 实验研究内容

2.5 吸附模型

2.6 吸附剂的表征

3 改性前后花生壳的表征及分析

3.1 红外图谱分析

3.2 元素分析

3.3 XRD图谱分析

3.4 XRF数据分析

3.5 等电点的测定

3.6 扫描电镜分析

3.7 比表面积

4 聚乙烯亚胺改性花生壳对萘酚绿B的吸附研究

4.1 静态吸附实验

4.2 PEI-MPS对NGB的动态吸附实验研究

4.3 PEI-MPS吸附NGB后的解析与再生实验

4.4 PEI-MPS对NGB的等温线、动力学、热力学分析

4.5 动态吸附模型研究

4.6 本章小结

5 β-环糊精改性花生壳对Cu2+的吸附研究

5.1 静态吸附实验

5.2 β-CD-MPS对Cu2+的动态吸附实验研究

5.3 β-CD-MPS吸附Cu2+后的解析与再生实验

5.4 β-CD-MPS吸附Cu2+的等温线、动力学、热力学分析

5.5 动态吸附模型研究

5.6 本章小结

6 聚乙烯亚胺改性花生壳对磷酸根的吸附研究

6.1 静态吸附实验

6.2 PEI-MPS对磷酸根的动态吸附实验研究

6.3 PEI-MPS吸附磷酸根的解析与再生实验研究

6.4 PEI-MPS吸附磷酸根的等温线、动力学、热力学分析

6.5 动态吸附模型研究

6.6 本章小结

7 结论与建议

参考文献

个人简历、研究生期间发表的学术论文

致谢