聚乙烯胺凹土微球重金属离子吸附性能研究(附件)
本论文旨在寻找聚乙烯胺微球（简称PVAm微球，以下均用其表示）/聚乙烯胺凹土微球（简称PVAm-ATP微球，以下均用其表示）制备的最佳工艺条件，以优化后的聚N-乙烯基甲酰胺微球（简称PNVF微球，以下均用其表示）/聚N-乙烯基甲酰胺凹土微球（简称PNVF-ATP微球，以下均用其表示）为原料，将制备的PNVF微球/PNVF-ATP微球在不同水解时间下的产物为吸附剂，在同等条件下实现吸附，计算饱和吸附量，得出4h水解条件最佳。再以优化的PVAm微球/PVAm-ATP微球为样品，分别从吸附热力学及吸附动力学两方面建立重金属吸附实验，考察其吸附性能。吸附动力学表明：PVAm微球/PVAm-ATP微球都符合准二级动力学模型。吸附热力学表明：PVAm微球/PVAm-ATP微球都较符合Langmuir曲线，吸附过程是吸热过程，且物理吸附和化学吸附同时存在。 关键词 PVAm微球/PVAm-ATP微球，Cu2+,吸附，再生目 录
1 引言 1
1.1 重金属离子的危害 1
1.2 重金属废水处理方法 2
1.2.1 氧化还原法 2
1.2.2 化学沉淀法 2
1.2.3 溶液萃取分离法 2
1.2.4 吸附法 3
1.2.5 膜分离技术 3
1.2.6 离子交换法 3
1.2.7 生物处理法 3
1.2.8 总结 3
1.3 目前主要的重金属离子吸附材料研究进展 4
1.3.1 壳聚糖 4
1.3.2 离子交换树脂 4
1.3.3 腐殖酸 4
1.3.4 磺化煤 5
1.3.5 生物吸附质材料 5
1.3.6 总结 5
1.4 PVAm微球/PVAm-ATP微球的性能特点 5
1.4.1 PVAm 5
1.4.2 PVAm微球/PVAm-ATP微球的制备 6
1.5 研究的目的和意义 7
2 实验部分 7
2.1 主要仪器及试剂 7
2.2 实验内容 8
2.2.1 实
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
3.6 总结 5
1.4 PVAm微球/PVAm-ATP微球的性能特点 5
1.4.1 PVAm 5
1.4.2 PVAm微球/PVAm-ATP微球的制备 6
1.5 研究的目的和意义 7
2 实验部分 7
2.1 主要仪器及试剂 7
2.2 实验内容 8
2.2.1 实验技术路线 8
2.2.2 检验方法 8
3 实验结果与讨论 9
3.1 PNVF微球/PNVF-ATP微球水解时间对吸附量的影响 9
3.2 PVAm微球/PVAm-ATP微球的吸附动力学实验 10
3.2.1 吸附动力学实验 10
3.2.2 吸附动力学模型 11
3.3 PVAm微球/PVAm-ATP微球的吸附热力学实验 12
3.2.1 吸附等温线 12
3.2.2 等温吸附式 13
3.2.3 吸附热力学参数 15
3.4 PVAm微球/PVAm-ATP微球的吸附再生实验 17
3.4.1 吸附实验 17
3.4.2 再生实验 17
3.5 PVAm微球/PVAm-ATP微球与其他常见吸附剂进行对比 18
结论 19
致 谢 20
参考文献 21
1 引言
随着我国社会经济实力的不断增强，污水排放量的持续增长，环境污染问题愈加严峻，重金属污染问题尤为突出。重金属污染的产生有很多方面的原因，在工业上主要来源是冶金、电镀、制革等工业排放出来的含有重金属离子的废水，而这类工业废水未经处理或处理后未达标，直接排入水体，经水体流动流入农田土壤、河流、海洋，从而使整个水体环境遭到破坏。同时，作物、家禽、水体生物由于生存在重金属离子含量高的环境中，会使其体内带有重金属离子，再经由食物链的方式进入人体，危害人类健康。因此，治理与防止应同时并举，这对于保护生态环境和人体健康都具有极为重要的意义。
现阶段，吸附法处理重金属废水十分广泛，而重金属吸附材料的研究文献已有很多，但重金属吸附材料虽然有其优势所在，却或多或少存在着局限，基于这种现状，越来越多的研究者致力于研究出一种综合吸附性能、来源、价格、制备工艺等各方面都有一定优势的高效吸附材料，并从多方面进行验证。
1.1 重金属离子的危害
含有重金属离子的污染物进入水体而对水体造成的污染是水体重金属离子污染。重金属离子的毒性很大，生物富集性也强，且不可自然降解，这使处理重金属离子的工程有很大意义。重金属污染物所含的重金属主要是指元素周期表中的常见的包括汞、铅、镉、锌、铜等在内的45种元素。
无机汞对人体危害极小，且很容易随人体汗液、尿液直接排出，但有机汞的毒性巨大，进入人体后直接沉入肝脏，十分稳定且不断富集，最终破坏大脑的视力神经，水俣病的发生就是世界历史上首次出现的重大重金属污染事件。重金属镉会阻碍钙的吸收，导致骨质疏松；在肾表皮累积，含量过高时会出现肾管理机制失调；急性镉中毒会导致高血压、肾损伤、红血球细胞破坏等。其中痛痛病是积累性镉中毒的典例。重金属铅同样是剧毒性重金属，它会对胎儿的神经板会造成伤害，也会导致老年痴呆、脑死亡等疾病。长期接触无机砷，会造成肝功能异常，有研究表明三价砷甚至会导致染色体畸形。
重金属本身的毒性极高，但是某些本身毒性不高或已经很高的重金属通过微生物的某一特殊作用可能会将其转变为毒性很强或更强的金属化合物，例如日本出现的水俣病就是由汞的甲基化引起。不仅如此，重金属污染物在食物链的放大作用下，本来在食物链底端的，会转移到并在较高级生物体内富集起来，然后以食物的方式进入人体，在人体的肾脏器官积聚，造成慢性中毒，危害人体健康。废水中的重金属是无法改变其化学形态的，但能转移它们的存在位置，这就导致无法根除这一问题。因此，重金属废水应当就地处理，不同其他废水混合，以免生成二次污染物。
1.2 重金属废水处理方法
重金属废水的处理方法多种多样，可将其大体分为两类：一类是使可溶于水的转化为难溶或者不溶于水的，再将其与水分离；另一类是在保持其可溶于水的化学形态，而直接对其进行浓缩分离。也可将其细分可以分为7大类。[1.2]
1.2.1 氧化还原法
氧化还原法可分为氧化法和还原法。
氧化法和还原法的原理基本相同，是通过向废水中添加氧化剂和还原剂，利用其氧化还原的特性，转化金属离子的价态，再投加其他化学剂使其成为金属化合物沉淀，然后进行分离的方法。
1.2.2 化学沉淀法
化学沉淀法可分为氢氧化物法，硫化物法、钡盐法以及铁氧体沉淀法等。其方法原理基本相似，都是通过投加化学剂，从而使其转变成金属沉淀，再进行固液分离即可。
氢氧化物沉淀法是通过向重金属废水中加入碱性沉淀剂而使金属离子与氢氧根离子相互反应，从而生成难溶于水的金属氢氧化物沉淀，再进行分离的方法。
硫化物沉淀法同氢氧化物沉淀法的原理相似，不同之处在于硫化物沉淀法投加的化学沉淀剂是硫化剂，生成的难溶物是金属硫化物。相对于金属氢氧化物沉淀来说，金属硫化物沉淀的溶解度更小，因而进行固液分离时，硫化物沉淀法的处理效果会比氢氧化物沉淀法好，这样金属的回收也更加有利，但是是硫化剂价格比碱性沉淀剂的高。
铁氧体是一种半导体氧化物，主要组成成分包括铁、氧和其它金属离子。铁氧体沉淀法不同于其他化学沉淀法，由于其具有铁磁性，能将废水中的特定价态的金属离子（主要是二价和三价），转移到其尖晶石的晶格中去，再将尖晶石与水进行固液
1 引言 1
1.1 重金属离子的危害 1
1.2 重金属废水处理方法 2
1.2.1 氧化还原法 2
1.2.2 化学沉淀法 2
1.2.3 溶液萃取分离法 2
1.2.4 吸附法 3
1.2.5 膜分离技术 3
1.2.6 离子交换法 3
1.2.7 生物处理法 3
1.2.8 总结 3
1.3 目前主要的重金属离子吸附材料研究进展 4
1.3.1 壳聚糖 4
1.3.2 离子交换树脂 4
1.3.3 腐殖酸 4
1.3.4 磺化煤 5
1.3.5 生物吸附质材料 5
1.3.6 总结 5
1.4 PVAm微球/PVAm-ATP微球的性能特点 5
1.4.1 PVAm 5
1.4.2 PVAm微球/PVAm-ATP微球的制备 6
1.5 研究的目的和意义 7
2 实验部分 7
2.1 主要仪器及试剂 7
2.2 实验内容 8
2.2.1 实
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥3^5`1^9`1^6^0`7^2$
3.6 总结 5
1.4 PVAm微球/PVAm-ATP微球的性能特点 5
1.4.1 PVAm 5
1.4.2 PVAm微球/PVAm-ATP微球的制备 6
1.5 研究的目的和意义 7
2 实验部分 7
2.1 主要仪器及试剂 7
2.2 实验内容 8
2.2.1 实验技术路线 8
2.2.2 检验方法 8
3 实验结果与讨论 9
3.1 PNVF微球/PNVF-ATP微球水解时间对吸附量的影响 9
3.2 PVAm微球/PVAm-ATP微球的吸附动力学实验 10
3.2.1 吸附动力学实验 10
3.2.2 吸附动力学模型 11
3.3 PVAm微球/PVAm-ATP微球的吸附热力学实验 12
3.2.1 吸附等温线 12
3.2.2 等温吸附式 13
3.2.3 吸附热力学参数 15
3.4 PVAm微球/PVAm-ATP微球的吸附再生实验 17
3.4.1 吸附实验 17
3.4.2 再生实验 17
3.5 PVAm微球/PVAm-ATP微球与其他常见吸附剂进行对比 18
结论 19
致 谢 20
参考文献 21
1 引言
随着我国社会经济实力的不断增强，污水排放量的持续增长，环境污染问题愈加严峻，重金属污染问题尤为突出。重金属污染的产生有很多方面的原因，在工业上主要来源是冶金、电镀、制革等工业排放出来的含有重金属离子的废水，而这类工业废水未经处理或处理后未达标，直接排入水体，经水体流动流入农田土壤、河流、海洋，从而使整个水体环境遭到破坏。同时，作物、家禽、水体生物由于生存在重金属离子含量高的环境中，会使其体内带有重金属离子，再经由食物链的方式进入人体，危害人类健康。因此，治理与防止应同时并举，这对于保护生态环境和人体健康都具有极为重要的意义。
现阶段，吸附法处理重金属废水十分广泛，而重金属吸附材料的研究文献已有很多，但重金属吸附材料虽然有其优势所在，却或多或少存在着局限，基于这种现状，越来越多的研究者致力于研究出一种综合吸附性能、来源、价格、制备工艺等各方面都有一定优势的高效吸附材料，并从多方面进行验证。
1.1 重金属离子的危害
含有重金属离子的污染物进入水体而对水体造成的污染是水体重金属离子污染。重金属离子的毒性很大，生物富集性也强，且不可自然降解，这使处理重金属离子的工程有很大意义。重金属污染物所含的重金属主要是指元素周期表中的常见的包括汞、铅、镉、锌、铜等在内的45种元素。
无机汞对人体危害极小，且很容易随人体汗液、尿液直接排出，但有机汞的毒性巨大，进入人体后直接沉入肝脏，十分稳定且不断富集，最终破坏大脑的视力神经，水俣病的发生就是世界历史上首次出现的重大重金属污染事件。重金属镉会阻碍钙的吸收，导致骨质疏松；在肾表皮累积，含量过高时会出现肾管理机制失调；急性镉中毒会导致高血压、肾损伤、红血球细胞破坏等。其中痛痛病是积累性镉中毒的典例。重金属铅同样是剧毒性重金属，它会对胎儿的神经板会造成伤害，也会导致老年痴呆、脑死亡等疾病。长期接触无机砷，会造成肝功能异常，有研究表明三价砷甚至会导致染色体畸形。
重金属本身的毒性极高，但是某些本身毒性不高或已经很高的重金属通过微生物的某一特殊作用可能会将其转变为毒性很强或更强的金属化合物，例如日本出现的水俣病就是由汞的甲基化引起。不仅如此，重金属污染物在食物链的放大作用下，本来在食物链底端的，会转移到并在较高级生物体内富集起来，然后以食物的方式进入人体，在人体的肾脏器官积聚，造成慢性中毒，危害人体健康。废水中的重金属是无法改变其化学形态的，但能转移它们的存在位置，这就导致无法根除这一问题。因此，重金属废水应当就地处理，不同其他废水混合，以免生成二次污染物。
1.2 重金属废水处理方法
重金属废水的处理方法多种多样，可将其大体分为两类：一类是使可溶于水的转化为难溶或者不溶于水的，再将其与水分离；另一类是在保持其可溶于水的化学形态，而直接对其进行浓缩分离。也可将其细分可以分为7大类。[1.2]
1.2.1 氧化还原法
氧化还原法可分为氧化法和还原法。
氧化法和还原法的原理基本相同，是通过向废水中添加氧化剂和还原剂，利用其氧化还原的特性，转化金属离子的价态，再投加其他化学剂使其成为金属化合物沉淀，然后进行分离的方法。
1.2.2 化学沉淀法
化学沉淀法可分为氢氧化物法，硫化物法、钡盐法以及铁氧体沉淀法等。其方法原理基本相似，都是通过投加化学剂，从而使其转变成金属沉淀，再进行固液分离即可。
氢氧化物沉淀法是通过向重金属废水中加入碱性沉淀剂而使金属离子与氢氧根离子相互反应，从而生成难溶于水的金属氢氧化物沉淀，再进行分离的方法。
硫化物沉淀法同氢氧化物沉淀法的原理相似，不同之处在于硫化物沉淀法投加的化学沉淀剂是硫化剂，生成的难溶物是金属硫化物。相对于金属氢氧化物沉淀来说，金属硫化物沉淀的溶解度更小，因而进行固液分离时，硫化物沉淀法的处理效果会比氢氧化物沉淀法好，这样金属的回收也更加有利，但是是硫化剂价格比碱性沉淀剂的高。
铁氧体是一种半导体氧化物，主要组成成分包括铁、氧和其它金属离子。铁氧体沉淀法不同于其他化学沉淀法，由于其具有铁磁性，能将废水中的特定价态的金属离子（主要是二价和三价），转移到其尖晶石的晶格中去，再将尖晶石与水进行固液
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/hxycl/hxyhj/655.html
