粉煤灰螯合复合材料的制备及性能研究

摘要

随着我国工业的迅速发展，重金属废水的污染问题较为严峻。目前比较常用的重金属离子处置的方法有吸附法、化学沉淀法等。本文以粉煤灰、硫脲、戊二醛等为原料制备出一种新型的粉煤灰螯合复合材料。粉煤灰作为一种废弃物，廉价易得，因此该螯合复合材料的制备具有一定的环保价值和经济价值。由于粉煤灰粒度较小，因此不用进行预处理，可直接通过KH550对其表面改性并将硫脲接枝到粉煤灰表面，然后加入交联剂使其交联成型为吸附性能较好且具有一定强度的螯合复合材料。在接枝阶段，本文主要探究了偶联剂和螯合剂的种类及用量对最终的螯合复合材料吸附性能的影响；在交联的阶段，我们主要研究的因素有交联剂种类及用量；在整个反应的过程中我们探究的主要条件为反应的温度。最终通过螯合复合材料对Ni2+的吸附量来确定出终产物的最佳合成条件。用最佳条件下制备的螯合复合材料分别对重金属离子Ni2+、Cr6+进行吸附实验，并绘制吸附动力学和热力学曲线。
　　结果表明：实验中偶联剂选用KH550时，终产物对Ni2+的吸附效果较好，其最佳的用量为0.3g；接枝螯合剂选取硫脲时，终产物对Ni2+的吸附效果较好，其最佳的用量为O.1g；交联剂选用戊二醛时，终产物的机械强度和吸附量都明显强于环氧氯丙烷；实验过程反应的最佳温度为313K。在最佳反应条件下，螫合复合材料对Ni2+、Cr6+的吸附量分别为38.76mg/g，15.27mg/g，且其对重金属离子的吸附性能更加符合Lagergren二级反应吸附动力学方程及Freundlich的等温模型。
　　通过SEM、XRD、FTIR、BET等手段对产物进行表征，扫描电镜结果表明，终产物与粉煤灰相比，形成了明显的网状大分子结构，因此其具有一定的机械强度，同时孔隙也较多，可保证其良好的吸附效果；红外结果表明硫脲被成功地接枝在了粉煤灰上，且戊二醛对其交联效果良好。通过BET分析可知，不同产物之间比表面积及孔容的变化说明了粉煤灰螯合复合材料对重金属离子不仅发生了吸附作用，而且发生了一定的螯合作用，实现了将粉煤灰的多孔结构与螯合剂硫脲对重金属离子螯合作用相结合的初衷。

目录

1 绪论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 螯合复合材料的国内外研究现状

1.3 课题的研究内容

1.4技术路线图

2 粉煤灰螯合复合材料的制备

2.1 试验部分

2.2 结果与讨论

2.3 本章小结

3螯合复合材料的吸附性能研究

3.1 实验部分

3.2结果与讨论

3.3本章小结

4 粉煤灰螯合复合材料的分析表征

4.1粒度分析

4.2 X射线衍射分析

4.3扫描电镜分析

4.4红外光谱分析

4.5比表面及孔结构分析

4.6本章小结

5 结论

致谢

参考文献