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《北京化工大学》 2013年
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交联壳聚糖球的制备及其对Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

冯帆  
【摘要】:重金属污染是环境污染的重要组成部分,其中六价铬(以下简称Cr(Ⅵ))是一种高毒性重金属离子,大量存在于冶金、皮革制造、印染等行业的工业废水中,排放量大,处理周期长,对环境造成严重影响。Cr(Ⅵ)是一种强致癌物质,容易被人体吸收并蓄积在体内,对人体造成极大的危害。工业上常见的Cr(Ⅵ)处理方法主要有氧化还原法,沉淀法,分子印迹法,膜分离法等等,但这些方法均存在处理成本高、原料来源困难、易造成二次污染以及重金属回收难等问题。相比之下,使用具有天然吸附性的生物吸附剂对Cr(Ⅵ)进行吸附,不仅吸附效果好,且具有处理方法简单,吸附原料来源广泛,吸附剂本身无毒无害,不易造成二次污染等优势,近年来已被广泛应用于含Cr(Ⅵ)废水的处理研究和应用中。 本研究以壳聚糖粉末为原料,利用壳聚糖溶于酸但不溶于碱的特性,将粉末状的壳聚糖溶解后滴在NaOH溶液中使其固化成球,采用戊二醛对其进行交联,增强球的机械强度和耐酸性,应用实验室模拟的含Cr(Ⅵ)废水研究中。实验选用脱乙酰度为95%的壳聚糖,考查制球工艺中球体壳聚糖含量、固化剂NaOH浓度,交联剂浓度、交联时间等因素,以及吸附体系中铬液pH值、吸附温度等因素对球吸附性能的影响。 结果表明,吸附体系的pH对壳聚糖对Cr(Ⅵ)的吸附能力存在显著影响。当pH低于6时,吸附作用明显,并在pH=4时达到最佳吸附效果。壳聚糖球吸附1000mg/L的高浓度重铬酸钾溶液,可在6小时达到吸附平衡,壳聚糖对Cr(Ⅵ)的负载量可达到221.42mg/g;将球浸泡在NaOH溶液中可实现快速脱附,脱附平衡时间为60分钟,脱附率可达到70%以上。经戊二醛交联的壳聚糖球其机械强度和耐酸性均显著提高,球在酸性环境下可实现重复使用,对工业的实际应用具有重要的指导意义。 本研究制得壳聚糖球制备工艺简单,可批量滴球,原料成本低,制得壳聚糖球吸附性能优异,且可重复使用,为生物吸附法处理含Cr(Ⅵ)废水提供了指导和参考。
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:O636.1;O647.3

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