稻草秸秆的改性及其对重金属铜离子的吸附研究

摘要

随着工业经济的快速发展，废水的大量排放，水源和土壤中重金属污染越来越严重。重金属离子对水体的污染，由于其不易降解性和毒害性，被定为第一类污染物，并对人体健康造成大的危害，如何减小和消除重金属危害已成为当前环保工作者和科研人员面临的一个突出的问题。 本课题用稻草秸秆对重金属铜离子吸附性能的研究，吸附剂选稻草秸秆的主要原因是它作为农业废弃物之一，具有产量极大、价格低、可再生、可生物降解、环境友好等许多优点。 作为对比，研究了未处理的稻草在不同条件下对铜离子的吸附量及去除率。用五种化学试剂，硫酸、氢氧化钠、柠檬酸三铵、硫酸铵、三乙醇胺，对稻草进行改性，通过扫描电镜、红外光谱、综合热分析表征对改性稻草秸秆的结构和性能，并初步探讨改性机理。五种改性稻草的热稳定性都有降低，但降低幅度不大。考察了改性稻草用量、吸附温度、吸附时间等因素对铜离子吸附率的影响。在实验条件下，天然稻草对铜离子的最大吸附量为3.02mg/g，最高去除率为60.4％;五种改性稻草对铜离子的最大吸附量和去除率分别为，硫酸改性稻草2.9mg/g、57.1％，氢氧化钠改性稻草3.2mg/g、63.6％，柠檬酸三铵改性稻草3.2mg/g、64.2％，硫酸铵改性稻草3.95mg/g、79.1％，三乙醇胺改性稻草3.97mg/g、79.4％。除了硫酸改性稻草，其他改性稻草对铜离子的吸附能力均不同程度提高。提高效果从高到低依次是三乙醇胺＞硫酸铵＞柠檬酸三铵＞氢氧化钠。

目录

声明

摘要

1．1引言

1．2重金属废水的现状

1．2．1重金属废水的来源

1．2．2重金属废水的国内现状

1．2．3重金属水体污染特点

1．2．4重金属污染危害性

1．2．5重金属废水的主要处理方法

1．3国内外农作物秸秆资源化利用现状

1．3．1秸秆产量

1．3．2秸秆的主要利用途径

1．4秸秆的主要组成和结构分析

1．4．1纤维素(Cellulose)

1．4．2半纤维素(Hemicellulose)

1．4．3木质素(Lignin)

1．5纤维素改性研究进展

1．5．1纤维素化学改性

1．5．2改性纤维素在水处理领域的应用

1．6本课题研究的目的及意义

1．7本课题研究的主要内容

第2章实验及研究方法

2．1实验仪器及试剂

2．1．1实验仪器

2．1．2实验试剂

2．2实验过程

2．3实验方法

2．3．1主要仪器与试剂配制

2．3．2稻草的预处理

2．3．3稻草的改性

2．3．4实验步骤

2．3．5吸附性能测试

2．3．6铜离子标准曲线绘制

2．4稻草的结构表征

2．4．1扫描电子显微镜(SEM)分析

2．4．2红外(IR)分析

2．4．3热分析

第3章结果与讨论

3．1稻草的结构表征分析

3．1．1扫描电子显微镜(SEM)分析

3．1．2红外(IR)分析

3．1．3热分析

3．2天然稻草对铜离子的吸附

3．2．1粒径对天然稻草吸附性能的影响

3．2．2水浸泡对吸附量的影响

3．2．3吸附温度对吸附量的影响

3．2．4吸附时间对吸附量的影响

3．3酸碱改性稻草对铜离子的吸附

3．3．1硫酸浸泡时间对吸附量的影响

3．3．2氢氧化钠处理时间对吸附量的影响

3．4柠檬酸三铵改性稻草对铜离子的吸附

3．4．1吸附温度对吸附量的影响

3．4．2浓度对吸附量的影响

3．4．3吸附时间对吸附量的影响

3．5硫酸铵改性稻草对铜离子的吸附

3．5．1吸附温度对吸附量的影响

3．5．2浓度对吸附量的影响

3．5．3吸附时间对吸附量的影晌

3．6三乙醇胺改性稻草对铜离子的吸附

3．6．1吸附温度对吸附量的影响

3．6．2浓度对吸附量的影响

3．6．3吸附时间对吸附量的影响

3．7本章小结

第4章结论

参考文献

致谢