试析重金属离子在壳聚糖复合吸附剂上的吸附性能研究

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1、合肥工业大学硕士学位论文重金属离子在壳聚糖复合吸附剂上的吸附性能研究姓名：黄湘琦申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：于少明20100401重金属离子在壳聚糖复合吸附剂上的吸附性能研究摘要本文结合壳聚糖和膨润土的特点，制取了金属离子模板交联壳聚糖及壳聚糖膨润土复合材料，分别研究了它们对于铅、钕等重金属离子的吸附性能，所得结果如下。铅离子模板交联壳聚糖最佳合成工艺条件：壳聚糖与铅离子的质量比1：0．094，络合反应7h，交联剂25％戊二醛水溶液用量为6mL，交联时间16h。钕离子模板交联壳聚糖最佳合成工艺条件：壳聚糖与钕离子质量比1：0．10，络合反应

2、7h，交联剂25％戊二醛水溶液用量为6mL，交联时间为16h。壳聚糖膨润土复合材料合成工艺条件：脱乙酰度为95％的壳聚糖与膨润土质量比为1：25。金属离子模板交联聚合物克服了壳聚糖在酸性条件下会溶解的缺点，当pH为中性附近时，模板交联壳聚糖对铅、钕离子的吸附容量达到最大，分别为58．23mg／g和41．09mg／g。壳聚糖膨润土复合材料在pH=7时对铅、钕离子最大吸附容量约为76．75mg／g、91．7lmg／g。模板交联壳聚糖对铅、钕离子的吸附分别在18h和2h达到平衡，而壳聚糖膨润土复合材料对铅、钕离子的吸附分别在2h和30min即达到平衡。两种壳聚

3、糖复合吸附剂对铅、钕离子吸附均符合Freundlieh等温式，表明吸附是以多分子层不均匀吸附为主；且均符合Lagergren二级吸附动力学模型。红外分析结果表明模板交联壳聚糖中部分活性氨基已经与金属离子发生配位作用，羟基和氨基与戊二醛发生了交联反应。X．射线衍射分析结果表明壳聚糖膨润土复合材料的dool值仅增加了0．04nm，说明负载壳聚糖后膨润土的层间距增大不明显。模板交联壳聚糖和壳聚糖膨润土复合材料均具有良好的吸附性能，其中壳聚糖膨润土复合材料不仅吸附速度快-、吸附容量高，而且合成工艺简单、生产成本低。关键词：壳聚糖；膨润土；复合；重金属离子；吸附A

4、dsorptionPropertiesofChitosanCompositeAdsorbentforHeavyMetalsABSTRACTInthisthesis，thecross。linkedchitosanwithmetalionstemplateandchitosan·bentonitecompositematerialsweresynthesizedonthebaseofthecharacteristicsofchitosanandbentonite．TheiradsorptioncapacitiesforPb(II)andNd(III)were

5、investigated．Theresultsareasfollows．Theoptimumconditionsofpreparationthecross—linkedchitosanwithmetalionstemplateadsorbentarethatthemassratioofchitosanandPb(II)is1：O．094，complexreactiontimeis7h，thedosageofcrosslinkingagentglutaraldehydeis6mLandtheerosslinkingtimeis16h；themassrati

6、oofchitosanandNd(III)is1：0．10，complexreactiontimeis7h，thedosageofcrosslinkingagentglutaraldehydeis6mLandthecrosslinkingtimeis16h．TheoptimumconditionsofpreparationthecompositeadsorbentisthatthemassratioofchitosanwithDSof0．95andbentoniteisl：25．Thetemplatecross—linkedpolymerswithmet

7、alionshaveovercomedtheshortcomingofchitosandissolvedinacidicconditions．WhenthepHisnearneutral，theadsorptioncapacitiesofthetemplatecross—linkedpolymerforPb(II)andNd([II)are58．23mg／gand41．09mg／greachingthemaximum．TheoptimumpHofadsorptionforPb(II)andNd(III)bythechitosan—bentonitecom

8、positematerialis7，theadsorptioncapacitie