生物质材料对重金属污染物铜的吸附研究

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1、博士学位论文＿＿ＤＯＣＴＯＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ■纟画議藝ｉ：论文题目：生物质材料对重金属污染物瞻賺师Ｘ５２２密级：公幵国内图书分类号：国际图书分类号：５０２西南交通大学研究生学位论文生物质材料对重金属污染物铜的吸附研究年级二００五级姓名陈枉申请学位级别博士专业市政工程指导教师杨顺生教授二零一四年十月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｘ５２２ＵＤＣ：５０２ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａ

2、ｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＤｏｃｔｏｒＤｅｒｅｅＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｇＳＴＵＤＹＯＮＡＤＳＯＲＰＴＩＯＮＯＦＣｕＩＩＷＩＴＨ（）ＢＩＯＭＡＳＳＧｒａｄｅ：２００５Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＣｈｅｎＹｕＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＤｏｃｔｏｒＤｅｇｒｅｅＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＭｕｎｉｃｉｐａｌＡｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＹａｎｇＳｈｕｎｓｈｅｎｇ

3、Ｏｃｔｏｂｅｒ２０１４，西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，本人授权西南交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书；２．不保蜜，适用本授权书。、０ｆｔ学位论文作者签名：指导教师签名：

4、＂＂日期年Ｌ月＞＾日日期：７＾／日ｆ（ｒ年＾月西南交通大学博士研究生学位论文第丨页摘要论文利用稻秆、麦稽、玉米稻、花生壳四种生物质为原材料，分别通过粉碎、炭化、改性制成了原生材料、炭黑材料以及改性材料三类吸附剂，共１２种。分别对这１２种吸附剂吸附Ｃｕ（ＩＩ）进行了研究。采用扫描电镜分析、比表面积分析和红外光谱分析对吸附剂进行了表征研究，考察了吸附时间、ｐＨ、吸附剂投加量、温度、离子强度、与Ｃｄ（ＩＩ）的竞争吸附对吸附效果的影响，，建立了吸附动力学和吸附热力

5、学模型对其进行了系统研究，探讨吸附机理。对吸附剂的再生进行了实验与分析。主要研究内容和结果如下：１．生物质原材料及炭化、改性后性能的表征。从性能表征的结果来看，四种生物质原材料表面呈无孔结构，吸附剂表面结构平滑，致密有序，比表面积很小。四种生物质原材料经过高温炭化后，从无孔吸附材料变成了多孔吸附材料，对污染物的吸附容量也增加，具有多孔隙结构，使得比表面积大大增加很多。四种生物质原材料经过氯化锌结合微波辐射改性后，使得纤维类物质脱。氢芳构化，同时形成比较丰富的孔隙，使得

6、比表面积有所增加简单官能团之。间相互结合，形成了有利于吸附重金属的高分子结构官能团微波的活化破坏一了碱性官能团，使酸性官能团集中，使得改性生物质的吸附能力在定程度上得到了提升。稻轩、麦稻、玉米稻的改性最为明显，其吸附性能的变化相比于改性前有了明显的提高，改性花生壳的吸附性能相比于改性前也有了较大的提高。２、．生物质原材料炭化材料及改性材料的吸附性能。从吸附性能的结果来看，改性材料和炭化材料的吸附性能大大优于生物质原材料，改性材料的吸附性能和炭化材料相比一，稍显优势

7、。同类的吸附材料又以花生壳的吸附性能优于其他三种吸附材料。改性花生壳的吸附量最高，达到了４６．２ｍｇ／ｇ，炭化花生壳次之３．１ｍ／远高于花生壳原材料２９．２ｍ／，达到了４ｇｇ，都ｇｇ的吸附量０３．不同吸附时间、炭化温度、ｐＨ、吸附剂投加量、温度、离子强度、与Ｃｄ（ＩＩ）的竞争吸附对生物质吸附Ｃｕ（ＩＩ）的影响。这些单因素对四种生物质原材料、炭化材料和改性材料吸附Ｃｕ（ＩＩ）的效果来看，三类材料的吸附平衡时间基－本都在８１２ｈ这个区间。炭化材料随着炭化温度的升高

8、，吸附量增加。ｐＨ值－１６这个区Ｈ为６在间，吸附量随着ｐＨ增加而增加，ｐ时，吸附量最高。吸附剂投加量的增大，三类吸附材料对Ｃｕ（ＩＩ）的去除率也随之升高，但投加量增一大到定程度，去除率的变化不再明显，投加量均为０．２０ｇ作为吸附剂的最佳第１１页西南交通大学博士研究生学位论文投加量。随着温度的升高，吸附量增加。吸附量随着离子强度的增加而降低，二一并且价离子比价离子抑制吸附．的能力更强，总的来说，下降量比较小，离子强度对Ｃｕ（ＩＩ）的吸附量影响较小。随着Ｃｄ（ＩＩ）浓度