去除环境水样中重金属离子及有机染料的固相萃取研究

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1、分类号O658.2学号2015X07030006学校代码10513密级硕士学位论文（学术学位）去除环境水样中重金属离子及有机染料的固相萃取研究作者姓名：郑阳一级学科：化学二级学科：分析化学指导教师：吴一微教授答辩日期：2018年5月23日AThesisSubmittedinFulfillmentofRequirementsfortheDegreeofMastersofAnalyticalChemistryStudyonApplicationofSolidPhaseExtractioninRemovalofHeavyMetalIonsandOrgan

2、icDyesfromEnvironmentalWaterCandidate:YangZhengMajor:AnalyticalChemistrySupervisor:Prof.YiweiWuHubeiNormalUniversityHuangshi435002,P.R.ChinaMay,2018摘要随着当前社会科技水平和生活水平的不断提高，重金属和有机染料被广泛应用于采矿、冶金、制革、电镀和纺织印染等领域中，导致重金属和染料的环境污染，进而通过生物链进入生物体，危害人类生命健康。例如，Cr(VI)可引起机体DNA变性从而导致肺癌和鼻咽癌，有机染料可

3、引起身体不适、神志不清等不良反应，而Pb(II)、Cd(II)、Hg(II)、Cu(II)和Ag(I)等重金属离子可严重损害人体大脑和神经系统。因此，本论文基于重金属离子和有机染料物理化学特性上，研制选择性好、性能优异的新型吸附材料作为固相萃取剂，探讨去除环境水样中重金属离子及有机染料的固相萃取行为，主要开展了以下三方面的工作：（1）成功合成HKUST-1，研究了其对Cr(III)的吸附行为，对影响Cr(III)去除效果的pH值、振荡时长、初始浓度、温度和共存离子干扰等因素进行了考察，并进一步研究了吸附动力学、热力学行为及吸附等温线。实验结果表明，

4、该材料在pH6.0时对Cr(III)有较好的吸附选择性，吸附过程遵循拟二级动力学模型和Langmuir等温方程式，属于自发吸热熵增过程。成功建立HKUST-1去除水溶液中Cr(III)的新方法。（2）利用水热法合成MoS2黑色微球，研究了其对有机染料（亚甲基蓝和孔雀石绿）的吸附性能，优化了影响吸附的各参数（pH值、振荡时间、初始浓度、温度、洗脱和离子强度影响）。实验结果表明，MoS2在较宽的pH(3.0~10.0)范围内能选择性快速定量吸附MB和LMG，吸附过程遵循拟二级动力学模型和Langmuir等温方程式，属于自发吸热熵增过程。成功开发出对水体

5、系中亚甲基蓝和孔雀石绿具有较好选择性吸附去除的新技术。（3）本实验利用溶胶-凝胶法制备了MCM-41@SH，探讨了其对Pb(II)、Cd(II)、Hg(II)、Cu(II)和Ag(I)的吸附机理及其吸附去除特性，优化了影响吸附的各参数。实验结果表明，pH6.0时MCM-41@SH对5种重金属离子具有良好选择性，吸附过程遵循拟二级动力学模型且属于自发吸热熵增过程，Pb(II)、Hg(II)和Cu(II)的吸附遵循Freundlich等温方程式，Cd(II)和Ag(I)的吸附遵循Langmuir等温方程式。成功开发出对水体系中5种重金属离子具有较好选择

6、性吸附去除的新技术。关键词：固相萃取；有机染料；重金属离子；去除；材料IAbstractWiththedevelopmentofsocialscience,technologyandtheimprovementoflivingstandard,heavymetalsandorganicdyesarewidelyusedinmining,metallurgy,leathermaking,electroplating,textileprintinganddyeing.Theyentertheorganismthroughthebiologicalcha

7、inandendangerhumanlifeandhealth.Forexample,Cr(VI)cancauseDNAdegenerationinthebody,leadingtolungcancerandnasopharyngealcarcinoma.Theaccidentalingestionoforganicdyeswillcausephysicaldiscomfort.HeavymetalionssuchasPb(II),Cd(II),Hg(II),Cu(II)andAg(I)willseriouslydamagethebrainandn

8、ervoussystemofhumanbody.Therefore,onthebasisofanalyzingthephy