羧基化磁性复合吸附剂的合成及去除废水中Cr%28Ⅲ%29的研究

《羧基化磁性复合吸附剂的合成及去除废水中Cr%28Ⅲ%29的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、论文分类号２：１０７０８：学校代码学号：１５０３０４４＿换在＃我ＡｆＳＨＡＡＮＸＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ硕士学位论文Ｔ’ｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ竣基化磁性复合吸附剂的合成及去除废水中Ｉ＿：ｒ学科名称：环境科学与工程ｆｆｉｌ论文提交日期：誦年３｜＿嘗论文答辩曰期：２０１８年５月１学位授予单位：陕西科技大学雲：＿申请工学硕士学位论文论文题目：羧基化磁性复合吸附剂的合成及去除废水中Cr(Ⅲ)的研究学科门类：工

2、学一级学科：环境科学与工程培养单位：环境科学与工程学院硕士生：张丹导师：王家宏教授2018年5月SynthesisofCarboxylatedMagneticCompositeAdsorbentsfortheRemovalofCr(Ⅲ)fromWastewaterAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByD

3、anZhangSupervisor:Prof.JiahongWangMay2018羧基化磁性复合吸附剂的合成及去除废水中Cr(Ⅲ)的研究摘要来源于制革、镀铬、采矿、电镀以及木材加工等行业排放的工业废水，均含有Cr(Ⅲ)，同时Cr(Ⅲ)往往与该类废水中高浓度的有机络合剂、油类、+2--2+以及可溶性无机盐Na、SO4，Cl，Ca等多种物质共存，形成复杂的污染体系，导致针对Cr(Ⅲ)的去除难度加大。因此，如何去除包含有高盐、高络合剂的复合污染体系中的Cr(Ⅲ)这一问题备受关注。多种功能基团修饰的磁性吸附剂具有高效、环保且易于回收利用的优

4、势。本论文以实验室合成的丁二酸改性磁性复合材料（Fe3O4@SiO2-NH-COOH）、亚氨基二乙酸（IDA）改性硅包铁磁性材料（Fe3O4@SiO2-IDA）和乙二醇双（2-氨基乙基醚）四乙酸（EGTA）改性的磁性硅包铁复合材料（Fe3O4@SiO2-EGTA）作为羧基化的吸附剂对废水中的Cr(Ⅲ)进行吸附去除。通过等温吸附和动力学实验研究了这三种吸附材料对Cr(Ⅲ)的吸附效果，考察了pH、阳离子、有机络合剂以及高盐、高络合剂的复合污染体系等影响因素对吸附效果的影响，对材料的脱附再生性能进行了研究，并结合FT-IR、XRD、TGA

5、、BET和XPS等表征结果和实验数据阐明了其内在吸附机制。主要得到以下结论：（1）Fe3O4@SiO2-NH-COOH对Cr(Ⅲ)的吸附：实验成功制备得到丁二酸功能化的吸附剂Fe3O4@SiO2-NH-COOH。通过多种表征手段证明羧基基团成功修饰在Fe3O4@SiO2表面，且未改变Fe3O4的晶型结构。吸附剂易于磁性回收。吸附实验结果表明，在25℃，溶液pH为4时，吸附剂对Cr(Ⅲ)的吸附性能良好，实际最大吸附容量为19.98mg/g。Langmuir模型可进一步阐释等温吸附结果，吸附过程为有利吸附。动力学吸附过程遵循拟二级动力学

6、反应模型，由于Cr(Ⅲ)浓度梯度驱动力的作用使得Cr(Ⅲ)浓度越高吸附量越大。随溶液pH值增加，Fe3O4@SiO2-NH-COOH对Cr(Ⅲ)的吸附量逐渐增大；阳离子、有机络合剂以及有机络合剂和高盐共存的复合体系会阻碍Cr(Ⅲ)的吸附过程。吸附剂再生性能良好。XPS机理分析结果表明，吸附剂主要通过羧基络合Cr(Ⅲ)实现吸附去除。（2）Fe3O4@SiO2-IDA对Cr(Ⅲ)的吸附：实验制备得到羧基化的吸附剂Fe3O4@SiO2-IDA，表征结果证明材料表面成功包覆上了IDA，材料晶型结构未发生变化，且吸附剂的磁分离性能良好。经一系

7、列Cr(Ⅲ)吸附实验研究证明，Fe3O4@SiO2-IDA吸附性能良好，在25℃，pH为4的条件下，实际I最大吸附量为23.47mg/g。Langmuir模型可阐释等温吸附过程的拟合结果，吸附过程为有利吸附。拟二级反应模型可以解释动力学吸附曲线，吸附过程迅速。当溶液pH值增加时，Fe3O4@SiO2-IDA对Cr(Ⅲ)的吸附容量也相应增大；阳离子、有机络合剂以及有机络合剂和高盐共存的复合体系对Cr(Ⅲ)的吸附过程存在抑制作用。经脱附循环再生实验研究证明，Fe3O4@SiO2-IDA对Cr(Ⅲ)吸附效果基本保持稳定，吸附剂再生性能良好

8、。XPS结果表明，材料表面功能基团中的N、O原子与Cr(Ⅲ)形成螯合物，从而实现了对水中Cr(Ⅲ)的吸附去除。（3）Fe3O4@SiO2-EGTA对Cr(Ⅲ)的吸附：实验制备出了羧基化的吸附剂Fe3O4@SiO2-EGTA。采用多种表