双硫腙接枝聚氨酯泡塑的制备及其吸附水中镉、汞、铅性能与机理研究

《双硫腙接枝聚氨酯泡塑的制备及其吸附水中镉、汞、铅性能与机理研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号:TQ016.110710-2012129047硕士学位论文双硫腙接枝聚氨酯泡塑的制备及其吸附水中镉、汞、铅性能与机理研究康莹导师姓名职称刘建（教授）申请学位类别工学硕士学科专业名称应用化学论文提交日期2015年4月6日论文答辩日期2015年5月29日学位授予单位长安大学Preparationofpolyurethanefoamplasticgraftedwithdithizoneanditsperformanceforadsorbingcadmium,mercuryandleadfromwaterADissertatio

2、nSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：KangYingSupervisor：Prof.LiuJianChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除论文中己经注明引用的内容外，对论文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。I论文作者签名f年#月5■日论文知识产权权属声明本人

3、在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：H年‘月y日导师签名：年彡月曰摘要镉、汞、铅是环境中具有强烈生理毒性的重金属元素，其毒性大、难降解并易在农作2+2+2+物内富集从而对动物和人类健康造成危害。镉、汞、铅在水体中常以离子（Cd,Hg,Pb）或胶体等形态存在，经工业废水排放及化学燃料的燃烧等形式使周边水质受到

4、重金属污染，严重危害动植物生存环境。目前，镉、汞、铅污染废水处理方法可概括为生物、物理、化学三大类，但现有方法对痕量镉、汞、铅污水，尤其是饮用水，难以做到深度去除、成本低廉、无二次污染等。本研究致力于针对镉、汞、铅处理开发一种经济、高效、环保的新型吸附材料，并运用多种表征手段和测试方法对其物化性能及其吸附性能与机理进行探讨研究。本文的研究思路、理论依据及主要研究内容要点为:(1)聚氨酯泡沫塑料(PU)具有成本低廉、性能稳定、环保、易与水体分离等优点，双硫2+2+2+腙分子(H2D2)具有对Cd,Hg,Pb离子的螯合配位特性。本文

5、以聚氨酯泡沫塑料为骨架，利用其分子链单元结构中含有的NH-活性中心，根据Mannich反应原理接枝螯合吸附基团双硫腙，合成了一类新型吸附材料，并分别考察合成制备过程中溶液pH，时间，物料比以及温度因素对双硫腙接枝率的影响，获得了最佳合成条件，对接枝前后的聚氨酯泡沫塑料样品红外光谱图进行比较分析，结果表明双硫腙成功接枝到聚氨酯骨架上，由此得到了合成工艺简单且双硫腙接枝率高达96.51%的螯合泡塑吸附材料。2+2+2+(2)对螯合泡塑(graftedPU)静态吸附水体中Cd,Hg,Pb性能和机理进行研究，通过单因素（溶液pH，接枝时

6、间，物料比、温度及共存离子）实验，获得静态吸附过程的2+2+2+最佳性能参数。结果表明，螯合泡塑吸附材料对Cd,Hg,Pb具有明显的吸附作用，2+2+2+在最佳吸附条件下，5mg/L含Cd废水、8mg/L含Hg废水、5mg/L含Pb废水经一次2+2+2+吸附后去除率分别达到99.95%、99.99%、99.96%，溶液中Cd、Hg、Pb含量分别降为0.0025mg/L、0.0008mg/L、0.002mg/L，均低于WHO饮水标准中规定的重金属离子排放限值，远低于排放要求。常见离子对吸附过程的影响可忽略不计。本文探讨了酸2+2+

7、洗法对负载三种离子的螯合泡塑的静态洗脱性能，表明负载Cd、Pb的螯合泡塑洗脱2+效果良好，洗脱率达到98%以上，但二次吸附效果不如首次吸附。Hg的螯合泡塑洗脱效果不太理想，有待于进一步地研究。(3)采用吸附柱法，考察了动态吸附、洗脱条件与性能。结果表明相同条件下，三种重金属离子的动态饱和吸附量较接近于静态饱和吸附量，同时动态洗脱峰较集中，脱附率i较高。2+2+2+(4)利用FT-IR和EDS对吸附前后螯合泡塑进行了表征，表明Cd,Hg,Pb成功固载在螯合泡塑吸附材料上。利用Langmuir，Freundlich等温吸附模型对吸附

8、结果进行拟合，表明吸附过程更好地符合Langmuir模型，说明该过程属于Langmuir单分子层吸附机理。吸附动力学研究表明二级反应动力学能更好地描述整个吸附过程及离子间的扩散是主要控速步骤。计算了吸附过程的活化能，表示该过程为螯合吸附。另外，热力学研究表2+2