基于玄武岩纤维的吸附材料制备及其对重金属的吸附性能研究

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1、学校代码：10286分类号：TU99密级：公开UDC：628学号：151029硕士学位论文基于玄武岩纤维的吸附材料制备及其对重金属的吸附性能研究（学位论文形式:应用研究）研究生姓名：黄依涵导师姓名：孙越申请学位类别工程硕士学位授予单位东南大学工程领域名称建筑与土木工程论文答辩日期2018年6月5日研究方向市政工程学位授予日期2018年月日答辩委员会主席苏庆评阅人盲审2018年6月8日硕士学位论文基于玄武岩纤维的吸附材料制备及其对重金属吸附性能专业名称：建筑与土木工程研究生姓名：黄依涵导师姓名：孙越MODIFICATIONOFBASALTFIBERFORADSORPTI

2、ONOFHEAVYMETALIONSFROMWATERADissertation（Thesis）SubmittedtoSoutheastUniversityFortheProfessionalDegreeofMasterofEngineeringBYHuangYihanSupervisedbySunYueDepartmentofMunicipalEngineeringSoutheastUniversityMAY2018东南大学硕士学位论文东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。，尽我所知，除了文

3、中特别加以标注和致谢的地方外论文中不包含其他人己经发表或撰写过。的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如ｄ“研究生签名：日期：东南大学学位论文使用授权声明）》、（东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆《中国学术期刊光盘版电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学。、位论文的复印件和电子文铛，可以采用影印缩印或其他复制手段保存论文本人电子文档一，可的内容和纸质论文的内容相

4、致，。除在保密期内的保密论文外允许论文被查阅和借阅以公布（包括以电子信息形式刊登、英文摘要等部分内容。论文的公）论文的全部内容或中布（包括以电子信息形式邗登）授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名：摘要摘要本文利用环境友好型材料玄武岩纤维作为基底材料，经多巴胺涂覆后，以聚乙烯胺进行胺化改性制得胺化纤维（BF-A），以氯乙酸钠对BF-A进行羧基化改性制得羧基化纤维（BF-C），利用扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱分析（XPS）对纤维吸附材料进行表征，研究了纤维吸附材料的微观形貌和表面结构，并将两种纤维应用于对水中Cu2

5、+吸附研究。SEM结果显示多巴胺溶液浓度为2.0g/L、涂覆时间为24h时，玄武岩纤维表面的聚多巴胺膜达到最佳，经胺化、羧基化改性后纤维表面粗糙度变大；FTIR结果显示纤维表面成功引入胺基、羧基官能团。静态吸附实验结果表明，在实验研究的范围内BF-A、BF-C对Cu2+的吸附量随pH的增加而增加。吸附等温线均符合Langmuir吸附模型，为单分子层吸附。BF-A对Cu2+的吸附过程为自发进行的吸热反应，BF-C对Cu2+的吸附过程为自发进行的放热反应。吸附动力学曲线符合准二级动力学模型。吸附选择性实验结果显示两种离子交换纤维对Cu2+的吸附选择性均较好，Na+、K+共

6、存影响较小，吸附选择性顺序为Cu2+>Fe3+>Ca2+>Mg2+。XPS结果显示BF-A纤维、BF-C纤维对Cu2+的吸附是螯合吸附与静电吸附共同作用的结果。脱附实验结果表明稀盐酸溶液可实现纤维的脱附再生。关键词：玄武岩纤维；表面改性；重金属废水；吸附ⅠI摘要ABSTRACTInthispaper,akindofenvironment-friendlymaterialbasaltfiberwasusedasthebasematerial.Itwascoatedwithdopamine,thenmodifiedbypolyvinylamine,ofwhichthepr

7、oductnamedBF-A.ThenBF-Awasmodifiedbysodiumchloroacetate,andtheproductwasnamedBF-C.Scanningelectronmicroscopy(SEM),Fouriertransforminfraredspectroscopy(FTIR)andX-rayphotoelectronspectroscopy(XPS)wereusedtostudythemicrostructureandsurfacematerialstrutureonbothfibers.Thenthetwokin