改性海藻酸盐复合气凝胶的制备及其吸附Pb2+、Cr3+、Cd2+性能研究
随着社会的发展和人们生活水平的不断提高，各类环境问题日益受到重视，其中重金属离子废水污染尤受关注。例如，电池制造、电镀、焊接、油漆业等工业废水中含有有毒的重金属离子(Pb2+,Cr3+,Cd2+)。倘若人体长期接触这三种重金属离子，则会导致神经系统异常，影响儿童发育、发展及智商，器官(特别是肝脏和肾脏)受损以及影响心脏和免疫系统。因此，如何有效处理废水中的Pb2+,Cr3+,Cd2+已成为水处理领域研究的热点。本文以设计及合成出绿色、高效、价格低廉的Pb2+,Cr3+,Cd2+吸附剂为目的，主要开展了以下三个方面的工作，具体如下： 1、通过简单的化学接枝技术和真空冷冻干燥法合成出一种新型低成本、绿色环保的海藻酸钠-内消旋-2，3-二巯基丁二酸复合气凝胶(SA-DMSA吸附剂)，并用于去除废水中的重金属离子。所制备的SA-DMSA吸附剂对重金属离子(例如Pb2+，Cd2+，Cu2+，Cr3+和Co2+)表现出高亲和力，并且可以从相应的溶液中去除90％以上的金属离子。SA-DMSA对Pb2+和Cd2+的选择性也很高，对Pb2+和Cd2+的最大吸附容量分别达到116.4和91.2mg/g。此外，SA-DMSA吸附剂可以通过简单的一步酸洗就可以再生，重复使用后其吸附性能保持稳定。由于原料价格低且易获得、制备和再生工艺简单，SA-DMSA吸附剂在处理低浓度重金属离子(特别是含Pb2+和Cd2+)废水领域中具有广阔的应用前景。 2、以1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC?HCl)为缩合剂，利用酰胺化反应将四乙烯五胺(TEPA)与海藻酸钠相连接，后在Ca2+溶液中制备出水凝胶，再经真空冷冻干燥制备出改性海藻酸盐复合气凝胶吸附剂(SA-TEPA)。该SA-TEPA吸附剂可以从Pb2+或Cr3+溶液中萃取出超过98％的相应金属离子，对Cd2+、Cu2+、Co2+等重金属离子也具有较好的亲和性。实验结果表明，SA-TEPA吸附剂主要通过离子交换和化学配位的方式吸附水体中的Pb2+、Cr3+，120min内达到吸附平衡，对Pb2+、Cr3+的最高吸附容量分别为484.6和32.8mg/g，循环使用10次后吸附性能保持稳定。SA-TEPA在处理含Pb2+、Cr3+工业废水和含Pb2+、Cr3+环境水样中具有较高的应用价值。 3、通过化学接枝法成功制备出海藻酸盐-木质素磺酸钠杂化气凝胶吸附剂(SA-LS)，并应用于去除废水中的铅离子。该SA-LS吸附剂对Pb2+、Cr3+、Cd2+、Cu2+、Co2+等重金属离子具有较好的亲和性。特别是在单一例子溶液中可以吸附90.3％的Pb2+和60.9％的Cr3+。室温和溶液pH=3条件下，SA-LS可以去除溶液中99.4％的Pb2+，120min内即可达到吸附平衡。
废水处理;海藻酸盐复合气凝胶;制备工艺;重金属离子;吸附性能
安庆师范大学
硕士
无机化学
吴根华;汪竹青
2020
中文
X703.5
2022-01-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）