PEI改性麦秸秆对刚果红铜离子和磷酸根的吸附研究

摘要

本文以麦秸秆为原料，通过聚乙烯亚胺（PEI）进行改性制得阳离子吸附剂。采用戊二醛（GA）交联和环氧氯丙烷（ECH）接枝两种方法将PEI通过化学反应引入麦秸秆表面，分别得到得到改性吸附剂GA-MWS和ECH-MWS。试验选择红外光谱分析、元素分析、等电点的测定进行表征，表明聚乙烯亚胺成功的负载在麦秸秆表面。相同条件下NWS对CR、Cu2+、PO43-的单位吸附量分别为26.15 mg/g、10 mg/g、5.05 m/g，而GA-MWS对CR的单位吸附量为73.43 mg/g，ECH-MWS对Cu2+和 PO43-的单位吸附量分别为35.98 mg/g和12.07 mg/g。
　　研究了GA-MWS对刚果红(CR)的动态和静态吸附行为。研究表明pH=5，吸附剂的浓度为1g/L，吸附效果较好。常见盐的存在对吸附量无影响。Koble-Corrige模型能较好的描述GA-MWS对CR的吸附行为，对吸附动力学研究表明吸附符合粒子内扩散模型。动态试验结果分析表明Yan模型拟合效果较好。通过讨论不同的再生条件，0.1 mol/L NaOH再生效果最好，再生率为78％，且三次再生其再生率几乎不变。热力学研究表明此吸附过程为吸热的自发进行过程。
　　研究了ECH-MWS对Cu2+的静态和动态吸附行为，并进行PO43-的二次吸附研究。 ECH-MWS对Cu2+和二次吸附PO43-均选择中性条件，吸附剂浓度为0.8g/L。盐度对ECH-MWS吸附Cu2+基本无影响，而对PO43-的二次吸附产生较大的负作用。等温线分析结果表明，Freundlich模型和Koble-Corrige能较好描述对Cu2+的吸附，Langmuir模型和Temkin模型对二次吸附PO43-的拟合度较高。Double-Constant模型能较好描述ECH-MWS对Cu2+和动力学吸附过程，而二次吸附PO43-动力学过程比较符合Elovich模型。二者动态吸附过程均符合Thomas模型。采用0.1 mol/L HCl进行Cu2+的解析，其再生率达到约65%。ECH-MWS对Cu2+和二次吸附PO43-分别为放热和吸热的自发过程。
　　ECH-MWS对PO43-的静态吸附试验表明，吸附剂浓度为0.8 g/L，pH为3.4的条件下，吸附效果最好。盐度不利于吸附。等温线结果分析表明，此吸附过程符合 Koble-Corrigan模型。准二级的动力学模型能较好的描述 ECH-MWS吸附PO43-过程。热力学分析表明此过程为自发进行的放热反应。动态吸附试验研究了柱高、流速、初始浓度对 PO43-的吸附影响，表明较高的流速、较大的浓度、较小的柱高不利于吸附。Thomas模型能较好的描述动态吸附行为。通过静态的解析与再生行为表明0.01 mol/L NaOH再生效果最好，并且二次再生和三次再生的再生率都达到89%以上，再生效果较好。

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第一章 绪论

1.1 水污染危害

1.2 处理污水的常用方法

1.3 吸附法简介

1.4 麦秸秆做吸附剂研究现状

1.5 聚乙烯亚胺（PEI）进行改性研究现状

1.6 热力学计算

1.7 误差分析

第二章 试验方法和研究内容

2.1仪器和试剂

2.2 改性麦秸秆的制备

2.3研究内容

2.4测试方法

第三章 戊二醛交联改性麦秸秆对刚果红的吸附研究

3.1 GA-MWS对CR静态吸附实验

3.2 GA-MWS对CR动态吸附试验研究

3.3 GA-MWS对CR解析与再生试验

3.4 GA-MWS对CR等温线、动力学、热力学结果分析

3.5 GA-MWS对CR动态吸附试验结果分析

本章小结

第四章 环氧氯丙烷改性麦秸秆对Cu2+的吸附以及对PO43-的二次吸附研究

4.1 ECH-MWS对Cu2+静态吸附试验

4.2 ECH-MWS对Cu2+动态吸附试验

4.3 ECH-MWS对Cu2+解析与再生试验

4.4 ECH-MWS吸附Cu2+等温线，动力学，热力学结果分析

4.5 ECH-MWS吸附Cu2+动态吸附试验分析

4.6 二次吸附PO43-的静态吸附试验

4.7二次吸附PO43-的动态吸附试验

4.8二次吸附PO43-的等温线、动力学、热力学结果分析

4.9 二次吸附PO43-的动态结果分析

本章小结

第五章 环氧氯丙烷改性麦秸秆对 PO43-的吸附研究

5.1 ECH-MWS对PO43-静态吸附试验

5.2 ECH-MWS对PO43-动态吸附试验

5.3 ECH-MWS对PO43-解析与再生试验

5.4 ECH-MWS吸附PO43-的等温线、动力学、热力学分析

5.5 ECH-MWS吸附PO43-的动态结果分析

本章小结

第六章 改性麦秸秆的表征

6.1 红外光谱分析

6.2 元素分析

6.3 等电点分析

第七章 结论和建议

参考文献

附录 硕士期间发表论文

致谢