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《沈阳农业大学》 2009年
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新型TCAS吸附树脂对水中重金属离子的吸附去除研究

刘潇  
【摘要】: 我国的淡水资源较丰富,但由于人口众多,人均水资源占有量远低于世界平均水平,被列为世界人均水资源缺乏的13个国家之一。在水资源短缺的情况下,水资源浪费和被污染的现象又非常严重。据调查,我国有1/3以上的河流受到污染,近50%的重点城镇水源地不符合饮用水标准,90%以上的城市水域污染严重。据《2006年中国环境状况公报》,2006年我国工业废水排放量240.2亿t,占废水排放总量的44.7%,是环境污染的主要污染源。重金属的毒性大、不易被代谢、易被生物富集并有生物放大效应等特点,严重威胁人类和水生生物的生存。因此,研究如何有效地去除水中的重金属污染物是当今水处理技术面临的一项重要课题。 杯芳烃是具发展潜力的第三代超分子化合物,能够与许多金属离子形成络合物。针对现有吸附剂的不足,本文将磺化硫杂杯芳烃(TCAS)结合在树脂载体上,制备成新型的TCAS吸附树脂,借助红外光谱、紫外光谱、核磁共振和电喷雾质谱等检测分析手段对TCAS吸附树脂及其制备的中间产物进行表征。通过静态吸附试验的方法,系统地研究了此种TCAS吸附树脂对重金属Cd~(2+)和Cu~(2+)的吸附,并初步探讨了吸附机理。 实验结果表明,TCAS与树脂载体之间形成较稳定的静电作用力,使TCAS吸附树脂在水体中具有较好的稳定性。TCAS吸附树脂对重金属有较好的吸附性能,其对Cd~(2+)和Cu~(2+)的吸附容量分别为14.45mg/g和26.32mg/g。TACS吸附树脂对混合重金属溶液中Cd~(2+)、Cu~(2+)、Pb~(2+)和Zn~(2+)的吸附优先性规律为Cu~(2+)Zn~(2+)Cd~(2+)Pb~(2+)。在试验范围内,TCAS吸附树脂对重金属离子的去除率随着树脂用量的增加而增加,吸附平衡时间随着温度的升高而增加,在10-30℃反应温度条件下,降低温度有利于TCAS吸附树脂对溶液中重金属离子的吸附。当吸附达平衡时,重金属离子在水中的浓度可达到国家排放标准。对于Cd~(2+),pH为中性或弱碱性时,吸附率较高;对于Cu~(2+),pH值的影响不大。TACS吸附树脂对重金属的吸附符合Langmuir吸附方程,其吸附速率可用二级速率方程来进行拟合。TCAS吸附树脂对Ca~(2+)和Mg~(2+)基本没有吸附效果,且Ca~(2+)和Mg~(2+)不会对TCAS吸附树脂去除重金属的效果产生较大影响。吸附在TCAS吸附树脂上的重金属可洗脱回收,TCAS吸附树脂也可再生利用。TCAS吸附树脂对重金属的吸附机理主要归因于TCAS对重金属离子的络合作用。
【学位授予单位】:沈阳农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:X703

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