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乙二胺和β-环糊精改性壳聚糖微球的制备及其吸附T1(Ⅲ)的试验研究

周志武  
【摘要】:近年来,随着铊的开采规模不断扩大,使用日益频繁,铊随着资源利用不断进入环境,作为一种剧毒元素,由铊污染引起的生态恶化和毒理作用具有滞后性和积蓄性,金属铊及其化合物给未来环境造成极大隐患,其对生态环境的潜在的危害和威胁远比表观影响严重。因此,开发一种高效便捷、成本低廉的含铊废水处理技术,解决因污染导致铊在各个领域应用的限制问题,充分利用我国铊矿资源优势,避免生态环境遭到破坏,促进相关产业的和谐发展。 壳聚糖作为一种高分子功能材料,资源丰富,环境相容性好,本文制备出的乙二胺改性壳聚糖螯合磁性微球比表面积大,磁性效应好,其对水中Tl(III)的吸附实验表明,改性壳聚糖磁性微球去除水中Tl(III)具有高效、快速的特点,在溶液初始pH值为4,吸附剂投加量为0.3g时,对初始浓度为为10mg/L、20mg/L、50mg/L的Tl(III)在5min、10min、30min内去除率均达到90%以上,且吸附等温线符合Langmuir模型,当温度为298K时,饱和吸附量达到55.55mg/g,二级动力学模型能很好地描绘改性壳聚糖磁性微球对水中Tl(III)的吸附行为,吸附后的改性壳聚糖磁性微球0.1mol/L NaOH解吸剂解吸再生4次后,对Tl(III)的去除率仍可达75%左右,表明该磁性微球再生性能好,计算出的吸附反应的自由能变△Go为负值,表明该吸附过程属自发反应。 由吸附前后磁性微球的SEM图看出,吸附前后磁性微球的形貌和结构发生了较为明显的变化,吸附前磁性微球表面疏松不平,吸附后则密实平整;EDS图谱为乙二胺改性壳聚糖磁性微球吸附Tl(III)提供了证据,吸附前磁性微球的红外光谱图-NH2的伸缩振动峰较吸附后的强,表明-NH2在吸附Tl(III)过程中发挥主要作用。 此外,通过对比制备的β-环糊精固载壳聚糖吸附水中Tl(III)实验,结果表明0.7g的β-环糊精固载壳聚糖对10mg/L的Tl(III)的去除率仅为66.86%,在反应温度为298K时,饱和吸附量仅为2.154mg/g,去除效果不如乙二胺化学改性壳聚糖磁性微球。


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