改性麻黄废渣生物吸附剂的制备与其对水环境污染物的吸附分析

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1、-----中文摘要改性麻黄废渣生物吸附剂的制备及其对水环境污染物的吸附研究摘要随着现代工业的迅速发展，重金属和染料的污染日趋严重，而重金属和染料可通过食物链而进行生物富集，对环境和人体健康造成了很大的威胁。因此，如何消除重金属和染料的危害是当今环境保护工作迫切需要解决的问题。生物吸附法因其原料来源广泛、吸附效率高、无二次污染等优点，已经成为处理重金属和染料污染的一个研究热点。本论文以中草药废渣—麻黄废渣为原料，分别通过硫酸和二乙烯三胺对其进行化学改性，制备了两种生物吸附剂：硫酸改性麻黄废渣生物吸附剂（S

2、EW）和二乙烯三胺改性麻黄废渣生物吸附剂（AEW），并将它们用于吸附水溶液中的重金属离子Cu2+、Pb2+、Cd2+和Zn2+以及染料分子中性红和亚甲基蓝。利用扫描电镜、红外光谱和官能团滴定等分析手段对改性前后的麻黄废渣进行表征；采用单因素实验研究了时间，温度等因素对麻黄废渣改性的影响，确定最佳改性方案；通过静态吸附实验考察了溶液pH值、吸附时间和吸附剂用量等因素对吸附过程的影响，进行了吸附等温拟合和动力学研究；考察了生物吸附剂的循环再生性能，并对吸附机理进行了探讨。主要结果如下：1.SEW的最佳制备条

3、件是硫酸浓度为10mol/L，改性温度为95℃，改性时间为10h，固液比为1：12；AEW的最佳制备条件是麻黄废渣1.00g，氢氧化钠浓度为5%，醚化时间为1h，醚化温度为60℃，环氧氯丙烷投加量为3mL，胺化时间为2h，胺化温度为100℃，二乙烯三胺投加量为0.5mL。2.麻黄废渣经改性后，形貌上更粗糙和疏松，表面积增大，结构上有效官能团（-OH,-COOH,-NH2）增加，更有利于对重金属离子和染料的吸附。3.SEW吸附Cu2+，Pb2+，Cd2+，Zn2+，中性红和亚甲基蓝的最佳pH值分别为5.0

4、，5.0，5.5，5.0，5.0和6.0；最佳吸附时间分别为1h，1h，1h，1h，1h和2h；最佳吸I----万方数据----宁夏医科大学硕士研究生学位论文附固液比分别为4g/L，6g/L，4g/L，8g/L，6g/L和4g/L。吸附动力学符合准二级动力学方程。对Cu2+，Pb2+，Cd2+，Zn2+和亚甲基蓝的吸附均符合Langmuir和Freundlich模型，对中性红的吸附则采用Langmuir模型拟合更佳，SEW对Cu2+，Pb2+，Cd2+，Zn2+，中性红和亚甲基蓝的最大吸附量分别为139

5、.7，149.1，246.7，81.43，252.4和211.4mg/g。4.AEW吸附Cu2+，Pb2+，Cd2+，Zn2+，中性红和亚甲基蓝的最佳pH值分别为4.5，5.0，5.0，5.5，5.0和6.0；最佳吸附时间分别为3h，2h，1h，1h，1h和1h；最佳吸附固液比分别为4g/L，10g/L，6g/L，6g/L，4g/L和10g/L。吸附动力学符合准二级动力学方程。对Cu2+，Pb2+，Cd2+，Zn2+，中性红和亚甲基蓝的吸附均符合Langmuir和Freundlich模型，AEW对Cu2

6、+，Pb2+，Cd2+，Zn2+，中性红和亚甲基蓝的最大吸附量分别为93.11，133.5，92.59，90.25，362.3和152.7mg/g。5.吸附了金属离子和染料的改性麻黄废渣生物吸附剂可以用0.1mol/LHNO3溶液解吸再生，经过5次循环使用吸附能力降低很小，吸附率仍然可以达到90%以上。6.改性麻黄废渣生物吸附剂对重金属离子和染料的吸附机理可能主要是离子交换、螯合作用、氢键作用和包裹作用，还有少量的物理吸附作用。麻黄废渣经硫酸和二乙烯三胺改性后，对重金属离子和染料的吸附作用较未改性麻黄废

7、渣明显增强，改性麻黄废渣是吸附性能良好的生物吸附剂，可以用于含Cu2+，Pb2+，Cd2+，Zn2+，中性红和亚甲基蓝废水的处理，本研究为开发高效、低成本的重金属和染料污染治理技术奠定良好的基础，对实现资源综合利用具有实际意义。关键词：改性，麻黄废渣，吸附，重金属离子，染料II----万方数据----ABSTRACTPreparationofbiosorbentfromephedrawasteanditsadsorptionbehaviorforpollutantsinaqueoussolutionAB

8、STRACTWiththefastdevelopmentofmodernindustry,heavymetalanddyecontaminantsintheworldbecomemoreandmoresevere.Theheavymetalanddyepollutionsdoharmtoenvironmentandhumanhealthasitisabletobebiologicalenrichedthroughthefoodchain.T