胺基离子交换纤维对pb2+的吸附性能研究

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1、2+胺基离子交换纤维对Pb的吸附性能研究郑婷婷2015年1月中图分类号：O647.316UDC分类号：661.1832+胺基离子交换纤维对Pb的吸附性能研究作者姓名郑婷婷学院名称机电学院指导教师冯长根教授答辩委员会主席栗琳研究员申请学位工学硕士学科专业化学工程与技术学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月2+AdsorptionPropertiesofPbonAminoIonExchangeFiberCandidateName:TingtingZhengSchoolorDepartment:MechatronicalEngineeringFacu

2、ltyMentor:ChanggenFengChair,ThesisCommittee:Prof.LinLiDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor:ChemicalEngineeringandTechnologyDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence:January,2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研

3、究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要2+Pb是主要的重金属离子污染物之一，对环境以及人的身体健康造成严重的危害。目前针对含铅废水的处理方法包括化学沉淀法、离子交换法、液膜法、生物吸附法、电解法等，其中离子交换法是处理铅的有效手段。胺基离子交换纤维（AminoIonExchangeFiber,AIEF）是一种阴离子交换纤维，也是一种多胺型螯合纤维。本文主要2+采用离子交换法，以AI

4、EF吸附Pb为研究内容，通过静态吸附实验研究了时间、温度、初始浓度、pH对吸附性能的影响，并通过傅里叶红外（FT-IR）、电子扫描电镜（SEM）、EDS能谱表征纤维，探索吸附机理；并且开展了热力学及动力学的吸附性能研究，从分子角度深入了解吸附机理。2+-1静态吸附实验结果表明，AIEF对Pb的饱和吸附量为429.3mg·g，最佳pH范围是4.00～5.00，交换容量随着初始浓度的增加而增大。吸附前后AIEF的红外谱图的主要官能团并无明显变化，电子扫描电镜图可见吸附后纤维表面有明显的吸附现象。吸附热力学研究表明，在所选用的热力学模型中，包括Langmuir、

5、Freundlich、2+Temkin，AIEF对Pb的等温吸附过程很好地符合Langmuir等温吸附模型。该吸附过程为单分子层吸附过程，吸附过程中既存在物理吸附又存在化学吸附。吸附热力学参2+数ΔH、ΔG及ΔS说明AIEF对Pb的吸附是一放热和熵增的自发过程。2+2+分别在不同初始浓度、温度下研究了AIEF吸附Pb的动力学曲线。AIEF对Pb的吸附分为快速和吸附平衡两个阶段，第一个阶段时间较短，达到平衡吸附量的90%。第一阶段也较好得符合Lagergren准一级动力学模型而吸附全过程符合Ho准二级动力2+学模型。第一阶段能够很好地符合Elovich表观动

6、力学，说明AIEF对Pb的快速吸附阶段主要在AIEF表面进行。关键词：胺基离子交换纤维；铅离子；吸附；动力学；热力学I北京理工大学硕士学位论文Abstract2+Pbisoneofthemajorheavymetalioncontaminations,whichhascausedseriousdamageontheenvironmentandhumanhealth.Currently,somemethodswereusedtotreat2+thewasterwatercontainingPbincludingchemicalprecipitation,io

7、nexchange,film,biologyicalassorption,electrolysismethodandetc.Ionexchangeisaneffectivemethodto2+dealwithlead.Inthispaper,removalofPbformaqueoussolutionbyaminoionexchangefiber(AIEF)wasoperated,andtheadsorptioninfluencingfactorswerestudied,consideringstaticadsorptiontime,temperature

8、,initialconcentration,pHonadsorpt