化学改性的天然果皮在钼铼分离中的应用

论文摘要

本文以生物废弃物柿子皮、桔子皮为原料,利用其中的不同有效成分（柿子丹宁、纤维素）,采用简单的化学修饰和构筑方法对其进行改性,分别得到三类生物吸附剂,进而研究了吸附剂在钼、铼分离中的应用。具体研究内容如下:1、柿子皮经浓硫酸改性交联,得到交联的柿子丹宁吸附剂CPT,通过研究CPT对Mo（VI）及一些共存金属离子的吸附行为,发现CPT对Mo（VI）表现出很高的选择性,对钼和铼的分离系数可达到164.37,最大吸附量为0.562 mol/kg。另外,针对不同六价钼离子的存在形式,探讨了CPT对Mo（VI）的吸附反应机理。通过热力学和动力学的研究得出CPT对Mo（VI）的吸附符合Langmiur等温模型,吸附反应为吸热反应,并符合二级反应动力学模式。此外,实验证明了CPT吸附剂可从含钼、铼的工业废水中高效分离钼的实际可能性。2、桔子皮纤维素经Ca（OH）2皂化后,负载La（III）、Ce（III）、Fe（III）、Zr（IV）四种金属阳离子,得到了四种负载金属的桔子皮吸附剂M-SOW,通过研究发现这些吸附剂对Mo（VI）均表现出很高的选择性,这与其吸附Mo（VI）的反应机理有关。M-SOW对Mo（VI）的吸附符合Langmiur吸附模型,最大吸附量的顺序为Zr（IV）-SOW （1.13 mol/kg） > La（III）-SOW （1.07 mol/kg） > Fe（III）-SOW （0.90 mol/kg） > Ce（III）-SOW （0.88 mol/kg）。动力学研究发现吸附反应均为吸热反应,吸附过程符合二级反应动力学模式。此外,用0.5 mol/L的NaOH溶液经两次解吸后,钼离子解吸率达到95%以上。3、桔子皮中的纤维素成分分别用氨水、二乙胺、三乙胺、乙二胺胺基化后,得到了四种胺基修饰的桔子皮吸附剂N-OW,研究了吸附剂对Mo（VI）及一些共存金属离子的吸附行为,同时探究了吸附反应机理。N-OW吸附Mo（VI）的过程符合Langmiur吸附模型,最大吸附量的顺序为en-OW （2.156 mol/kg） > NH2-OW （1.693 mol/kg） > TEA-OW （1.236 mol/kg） > DEA-OW （0.897 mol/kg）,吸附反应均为吸热反应,符合二级反应动力学模式。此外,还通过动态吸附实验研究了en-OW吸附Mo（VI）的动态过程,用4 mol/L HCl洗脱钼离子洗脱率达到100%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 0.1 研究背景
• 0.2 传统的钼铼分离方法
• 0.3 生物吸附
• 0.3.1 生物吸附概述
• 0.3.2 生物吸附剂的种类
• 0.3.3 生物吸附剂的制备
• 0.3.4 生物吸附剂的研究进展
• 0.3.5 生物吸附技术的前景展望
• 0.4 本文主要研究内容
• 第1章 实验内容概况
• 1.1 仪器与试剂
• 1.1.1 主要仪器
• 1.1.2 主要试剂
• 1.2 吸附实验与理论
• 1.2.1 酸度影响实验
• 1.2.2 振荡时间影响实验
• 1.2.3 动力学实验与理论
• 1.2.4 吸附平衡实验与理论
• 1.2.5 解吸实验
• 1.2.6 动态实验
• 1.3 钼铼测定方法
• 1.3.1 铼的测定
• 1.3.2 钼及其它金属离子的测定
• 第2章 化学改性的柿子丹宁在钼铼分离中的应用
• 2.1 吸附剂的合成
• 2.2 酸度对CPT 吸附性能的影响
• 2.3 振荡时间对Mo（Ⅵ）吸附性能的影响
• 2.4 CPT 吸附Mo（Ⅵ）的热力学性质
• 2.5 CPT 吸附Mo（Ⅵ）的动力学性质
• 2.6 CPT 对Mo（Ⅵ）的吸附机理推测
• 2.7 从模拟工业废水中吸附分离Mo（Ⅵ）试验
• 2.8 本章小结
• 第3章 负载金属的桔子皮吸附剂在钼铼分离中的应用
• 3.1 吸附剂的合成
• 3.2 酸度对M-SOW 吸附性能的影响
• 3.3 振荡时间对Mo（Ⅵ）吸附性能的影响
• 3.4 M-SOW 吸附Mo（Ⅵ）的热力学性质
• 3.5 Zr（IV）-SOW 吸附Mo（Ⅵ）的动力学性质
• 3.6 Zr（IV）-SOW 对Mo（Ⅵ）的吸附机理推测
• 3.7 解吸性能探讨
• 3.8 本章小结
• 第4章 胺基修饰的桔子皮对钼的选择性吸附
• 4.1 吸附剂的合成
• 4.2 吸附剂的表征
• 4.3 酸度对N-OW 吸附性能的影响
• 4.4 N-OW 吸附Mo（Ⅵ）的热力学性质
• 4.5 en-OW 吸附Mo（Ⅵ）的动力学性质
• 4.6 en-OW 对Mo（Ⅵ）的吸附机理推测
• 4.7 动态模拟实验
• 4.8 本章小结
• 第5章 总结
• 5.1 结论
• 5.2 研究的不足及建议
• 5.3 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况