巯基改性聚苯乙烯微球处理含铊废水的研究

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1、学校代码10530学号201510151627分类号X703密级公开硕士学位论文巯基改性聚苯乙烯微球处理含铊废水的研究学位申请人冯聪指导教师陈跃辉讲师成应向研究员学院名称环境与资源学院学科专业环境工程研究方向水污染控制工程二Ο一八年六月Studyonthetreatmentofthalliumwastewaterwiththio-polystyrenemicrospheresCandidateFengCongSupervisorandRankLecturerChenYuehuiResearcherChengYingxiangCollegeEnvironment

2、andResourceCollegeProgramEnvironmentalEngineeringSpecializationWaterPollutionControlEngineeringDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune,2018摘要铊在环境中具有高毒性，近年来我国发生了多起铊污染事件，随着社会的发展，铊污染越来越引起人们的重视，对高效且低成本的含铊废水处理方法的需求迫在眉睫。本文针对含铊废水的高效处理，制备出对Tl+具有良好吸附性能的巯基改性聚苯乙烯微球（thio-p

3、olystyrenemicrospheres,TPM），该微球具有成本低廉，可重复利用等优点；研究了TPM对Tl+的吸附特性，确定了吸附剂投加量、反应时间、pH、温度、重金属离子等因素对其性能的影响；通过密度泛函理论计算了巯基对与Tl+的配合能力，并对TPM吸附Tl+的机理进行了探讨。获得主要研究结果如下：（1）以氯甲基聚苯乙烯微球和硫脲为主要原料，采用水热法制备出淡黄色且表面光滑的TPM。通过热重分析表明TPM具有良好的化学热稳定性。在1mg/L的Tl+溶液中，TPM对Tl+的吸附去除率达到99%，具有显著的吸附Tl+性能，可用于含铊废水的吸附处理。（2）考

4、察了吸附剂投加量、反应时间、pH、温度、重金属离子等因素对TPM吸附去除Tl+影响。在5mg/L的Tl+溶液中，当TPM投加量为0.4L/g、pH为6~10、反应温度为5~20℃、吸附时间为640min时，溶液中剩余的Tl+均低于5μg/L的排放标准。当溶液中存在Pb2+、Zn2+等重金属离子时TPM对Tl+的吸附能力有所减弱。采用0.5mol/L的稀硫酸对TPM的解吸附，解析效果可达99.96%，且重复使用4次后TPM对Tl+的吸附能力仅降低0.1%，具有良好的再生性能。（3）基于密度泛函理论计算结果表明巯基与Tl+的稳定化能△E达到0.1043，两者具有较

5、强的配合能力。采用EDS、FT-IR、Raman光谱以及XPS等手段进行表征，证实改性后的聚苯乙烯微球是通过嫁接的巯基与Tl+发生配位反应，从而吸附去除溶液中的Tl+。根据TPM吸附Tl+的等温线及动力学模型，表明TPM对Tl+的最大饱和吸附量可达3.47mg/g，且以化学吸附为主，膜扩散阶段为TPM吸附Tl+的主控步骤。关键词：巯基；含铊废水；聚苯乙烯微球；吸附IAbstractThalliumintheenvironmentwithhightoxicity,inrecentyearsmorethalliumpollutionincidentshappene

6、dinourcountry,withthedevelopmentofthesociety,thalliumpollutionhasattractedpeople'smoreandmoreattention.Therefore,thedemandforefficientandlow-costtreatmentofthallium-containingwastewaterisimminent.Inthispaper,thethio-polystyrenemicrospheres(TPM)withgoodadsorptionpropertiesofTl+werepr

7、eparedwiththehighefficiencytreatmentofthalliumwastewater.TheTPMhastheadvantagesoflowcostandrepeatability.TheadsorptionpropertiesoftheTPMontheTl+werestudied,andtheeffectsofadsorbents:reactiontime,pH,temperatureandheavymetalionsontheirpropertiesweredetermined.Thecoordinationabilitybet

8、weenSulfhydrylpaira