论文摘要
六价铬是一种毒性较强的重金属离子，随着工业的发展和铬的大量应用，每年数以万吨的含铬工业废水被排放到环境中，对生态环境和人类的健康造成严重的威胁。目前处理含铬重金属离子的方法很多，比如化学沉淀法，离子交换法以及电解法等，但由于会产生大量的污泥和导致二次污染，应用受到限制，而膜吸附法由于操作简便、成本低廉等优点成为近年来研究的热点。利用膜作为吸附剂净化工业废水和回收重金属离子是一个很有潜力和价值的选择。壳聚糖作为无毒害、对环境友好的膜材料，近年来受到越来越多研究者的关注，但是单纯的壳聚糖制成的壳聚糖膜在水中吸附重金属离子时，存在一些不足，因此寻找一种改性剂，对壳聚糖膜进行改性，提高其在水中的吸附性能成为研究的热点。本研究根据壳聚糖膜在水中吸附重金属离子时存在的一些缺点，利用稀土离子对壳聚糖进行改性，来提高对重金属离子铬的吸附性能。制备壳聚糖/聚乙烯醇/氧化铈复合膜，并测试了相关机械和吸附性能，发现改性后的CeO2可以均匀分散于复合膜中；随着CeO2的增加，复合膜的热稳定性提高，断裂强力和断裂伸长率增大，溶胀率下降，相比较纯壳聚糖膜，断裂强力最大可提高47.4%，溶胀率最大可下降53.9%。根据时间、铬离子初始浓度、pH和添加量的不同，研究了复合膜对水中铬离子浓度的吸附性能，研究表明当pH=4，Cr（VI）浓度为20mg/L，时间达到8小时后，复合膜的吸附达到平衡吸附量38.5mg/g，吸附去除率达到90%。依据壳聚糖复合膜的优良机械性能和吸附性能，制备壳聚糖/聚乙烯醇/硝酸铈复合纳米纤维毡，研究复合纳米纤维毡的表面形貌，发现壳聚糖溶液浓度为2%、聚乙烯醇溶液浓度为10%，并且两者的共混比为3:7时，再加入3%质量分数的六水硝酸铈，纺出来的复合纳米纤维毡的表面形貌最佳。根据时间、铬离子初始浓度、pH和添加量的不同，研究壳聚糖复合纳米纤维毡的吸附性能，表明当溶液pH为4时，吸附效果最好；吸附时间达到8小时后，其吸附达到平衡，吸附平衡量为28.14mg/g；铬离子的去除率达到88.1%。研制的壳聚糖/聚乙烯醇/硝酸铈复合纳米纤维毡为废水处理，特别是含重金属离子的废水处理提供了一条新途径。