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《哈尔滨工程大学》 2019年
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改性磁性壳聚糖对Cr(VI)吸附性能的试验研究

杨慧玲  
【摘要】:随着重金属污染事件频发,铬作为具有强氧化性的有毒物质成为了焦点,含铬废水处理的问题也日益受到研究者们的关注。因此本研究对以壳聚糖为原料制备磁性壳聚糖和氨基硫脲改性磁性壳聚糖,优化了两种吸附材料的制备过程并对吸附材料进行表征,结合两种吸附材料的吸附行为分析以及单因素影响试验对吸附材料吸附性能进行探究,并探究了环境因素对氨基硫脲改性磁性壳聚糖吸附Cr(VI)的影响、氨基硫脲改性磁性壳聚糖的再生性能以及吸附机理。通过改变吸附材料的制备过程中壳聚糖与Fe_3O_4的质量比和氨基硫脲与磁性壳聚糖的质量比,探究其对吸附容量的影响并确定最佳投加比例。通过扫描电子显微镜、振动样品磁强计和傅立叶红外光谱对制备得到的两种吸附材料进行表征,结果表明两种吸附材料均有磁响应,氨基硫脲改性能改变吸附材料的表面形态。通过吸附行为分析和单因素影响试验,发现磁性壳聚糖和氨基硫脲改性磁性壳聚糖均符合拟二级动力学模型和Freundlich吸附等温线,吸附过程中存在颗粒内扩散,且有化学吸附的存在。酸性条件更有利于两种吸附材料对Cr(VI)的吸附,环境温度的升高和初始浓度的增大均会使两种吸附材料的吸附容量增加,反应为吸热过程,溶液中存在的PO_4~(3-)会使磁性壳聚糖和氨基硫脲改性磁性壳聚糖的吸附容量分别降低71.56%和60.00%。通过响应曲面分析环境因素对氨基硫脲改性磁性壳聚糖吸附Cr(VI)的影响,并对影响因素交互性进行分析。证明溶液pH对该吸附材料吸附Cr(VI)的吸附容量影响最大,吸附过程中初始浓度与溶液pH之间的交互作用最明显;本研究对氨基硫脲改性磁性壳聚糖的回用性能进行分析,选定0.1M NaOH+0.1M HCl处理后的吸附材料吸附容量恢复效果最佳,并通过X射线光电子能谱分析氨基硫脲改性磁性壳聚糖吸附Cr(VI)的过程与氧化还原、电子转移、共享电子以及静电吸附有关。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:X703

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