多胺改性黄麻吸附重金属铜离子材料的制备及性能研究

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1、硕士学位论文多胺改性黄麻吸附重金属铜离子材料的制备及性能研究PREPARATIONOFPOLMINEJUTEANDITSADSORPTIONBEHAVIOROFCu(II)冯玉明哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：X522学校代码：10213国际图书分类号：502密级：公开工学硕士学位论文多胺改性黄麻吸附重金属铜离子材料的制备及性能研究硕士研究生：冯玉明导师：郑彤副教授申请学位：工学硕士学科：环境科学与工程所在单位：市政环境工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:X522UniversityCode

2、:10213U.D.C:502SecretLevel:PublicDissertationfortheMasterDegreeinEngineeringPREPARATIONOFPOLMINEJUTEANDITSADSORPTIONBEHAVIOROFCu(II)Candidate:FengYumingSupervisor:AssociateProf.ZhengTongAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:EnvironmentalSci.andEng.Affiliation:Schoo

3、lofMuni.andEnv.Eng.DateofDefence:June,2015Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学硕士论文摘要在我国重金属离子突发性污染事故应急处理技术中，吸附法应用最为广泛，而吸附材料多为颗粒状,实际应用中需装袋投放,在水流湍急的事故现场会产生很大的流体阻力,会显著降低处理效率、增大处理难度。黄麻纤维具有高通量、低流阻、易获取的特点且有较高的机械强度，在实际应用中可不用装袋直接投放，且易于回收，是一种应急处理现场适用性非常好的材料。本文针对目前

4、黄麻纤维材料吸附容量低、拉伸强度差等问题，以黄麻为基体，利用其纤维素上的羟基与环氧氯丙烷之间的醚化作用和三乙烯四胺的胺化作用，经两步反应对黄麻进行改性，制备了多胺型黄麻吸附材料。并对该多胺型黄麻吸附材料的制备条件进行了优化和结构表征。结果表明，多胺型黄麻吸附材料的最佳制备条件为：黄麻清洗干净后用沸水煮30min，15%NaOH浸泡30min后洗至中性晾干作为预处理；试剂比例为1g黄麻：5mL环氧氯丙烷：5mL三乙烯四胺；两步反应的温度均为90℃；醚化阶段反应时间为3h，胺化阶段用时1h。经FTIR分析表明有外部基团附着在黄麻表面，且保持一定的机械强度。在多胺

5、型黄麻材料吸附性能及机理研究中，分析了各吸附条件对Cu(II)离子吸附效果的影响。结果表明，pH在4~6，温度在10~30℃范围内，随着吸附反应温度升高，改性后黄麻对Cu(II)离子吸附效果有较大幅度提高；且20min可达到吸附平衡。改性前黄麻对Cu(II)离子的饱和吸附量仅为7mg/g，而改性后则提高到120mg/g，效果非常明显。对材料的再生结果表明，硝酸对黄麻有较好的再生效果，可实现材料的重复利用。并对结果进行了动力学、热力学及机理探讨。在多胺型黄麻材料处理含铜废水研究中，分析了改性后黄麻对吸附柱型动态装置和明渠型动态装置吸附效果的影响，结果表明：Yo

6、on-Nelson模型在较高流速和较高初始浓度条件下拟合效果更好。由材料填充方式分析可知：横+散的填充方式，不仅可以保持较高的过水通量，还可对水中Cu(II)离子取得较好的去除效果；由明渠型动态装置模拟结果可知：在横+散这种材料填充方式下，最终水中Cu(II)离子的去除率可达到90%以上，效果明显，有很重要的实际应用价值。关键词：突发污染；改性黄麻；吸附；络合；氨基基团；-I-哈尔滨工业大学硕士论文AbstractInourcountry,theemergencydisposaltechnologyofheavymetalionsinsuddenpollut

7、ionaccident,widelyusedadsorptionmethod,butinpracticalapplications,thegranularadsorbentmaterialsneedbaggingprocess,andforfast-flowingsceneoftheaccident,theaccumulationofgranularadsorbentmaterialswillhaveagreaterfluidresistance,reducedadsorptionefficiencyofthematerial,whichisnotcondu

8、civetotheremovalofheavymet