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改性木质素磺酸钠重金属吸附剂的制备及其应用研究

方振  
【摘要】:本论文利用木质素磺酸钠为原料,通过胺化改性合成了一种高分子量的重金属吸附剂,研究了其最佳合成工艺条件及产品的结构,探讨了所合成的改性木质素磺酸钠重金属吸附剂应用于重金属废水的吸附性能研究,并对吸附过程进行动力学的研究。研究结果表明: 1、以木质素磺酸钠和尿素为原料,采用甲醛作交联剂,进行氧化预处理然后再进行胺化改性合成改性的木质素磺酸钠,其最佳合成工艺为:氧化预处理Fenton试剂的Fe2+和H202的质量比为1:5,反应的甲醛和尿素氮摩尔比为1:3,反应温度80℃,反应时间4小时。 2、由凯氏定氮测定仪和近红外光谱测定仪分析结果表明,氨基和木质素磺酸钠芳香环上的基团成功发生曼尼希反应,且通过官能团的分析,确定合成的产物为目标产物为改性木素胺。扫描电镜表明改性后的产品比原材料出现比较明显的孔状结构,表面结构更松散。 3、改性的木质素磺酸钠对铜、铅的吸附容量都会收到吸附的重金属离子的初始浓度、pH、吸附的时间和吸附的温度的影响,但受pH和温度的影响不大,未经过改性的木质素磺酸钠对铜、铅的吸附容量很小,基本没吸收。将改性的木质素磺酸钠作为重金属吸附剂应用在重金属废水中,其最佳应用工艺条件为:吸附在常温下进行,pH为中性下进行,吸附时间1h。 4、对改性木质素磺酸钠对铜、铅的吸附过程进行热力学和动力学研究,结果Langmuir方程和动力学二级方程用来拟合改性木质素磺酸钠对铜、铅的吸附过程的效果最好,热力学和动力学研究表明,改性木质素磺酸钠吸附材料对铅的吸附饱和度和吸附能力大于对铜的吸附,铅离子与改性木质素磺酸钠吸附材料结合的稳定性要大于铜离子。改性木质素磺酸钠对铜、铅的吸附属于多孔固体物质单分子层吸附,其吸附过程为慢吸附过程。·


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