蚕茧对Ag+和Cu2+吸附性能的研究

论文摘要

本文提出了用蚕茧和余柑栲胶改性蚕茧作为吸附剂吸附重金属离子的吸附新方法。以改性蚕茧吸附剂的制备,及蚕茧和改性蚕茧对Ag+和Cu2+的吸附性能的研究为重点。对吸附的机理也做了基础性的研究。主要的研究内容和得到的结论如下:1.对蚕茧进行了改性。考察了蚕茧的改性（单宁酸改性、余柑栲胶改性、杨梅栲胶改性、单宁酸戊二醛改性、余柑栲胶戊二醛改性、杨梅栲胶戊二醛改性）对吸附性能的影响,并考察了余柑栲胶改性蚕茧吸附剂的制备条件。结果表明:六种改性方法中,余柑栲胶改性对吸附性能的提高效果最好。余柑栲胶改性蚕茧吸附剂的制备工艺条件为:反应温度为60℃,反应溶液的pH值为3,余柑栲胶的浓度为0.4%,反应时间3h。2.对蚕茧吸附Ag+和Cu2+的吸附行为进行了研究。考察了 pH值、温度、时间对吸附性能的影响。结果表明:在所研究的pH值、温度和浓度范围内,在Ag+溶液的pH值为6、反应温度35℃和反应时间为6h时蚕茧对Ag+的吸附达30.40 mg·g-1;蚕茧对Ag+吸附更符合Langmuir方程;蚕茧对Ag+的吸附过程为放热过程;蚕茧对Ag+的吸附符合二级动力学模型;蚕茧对Ag+的处理量随高径比的增加而迅速增大;蚕茧对Ag+的处理量随着流速的提高大大降低;在Cu2+溶液的pH值为6、反应温度35℃和反应时间为6h时蚕茧对Cu2+的吸附量达到21.79 mg·g-1;蚕茧对Cu2+的吸附更符合Langmuir方程;蚕茧对Cu2+的吸附为放热过程;蚕茧对Cu2+的吸附符合一级动力学模型;蚕茧对Cu2+的处理量随高径比的增加迅速增大;蚕茧对Cu2+的处理量随着流速的提高也大大降低。3.对余柑栲胶改性蚕茧吸附Ag+和Cu2+的吸附行为进行了研究。考察了 pH值、温度、时间对吸附性能的影响。结果表明:在Ag+溶液的pH值为6、反应温度55℃和反应时间为5h时蚕茧对Ag+的吸附达81.30 mg·g-1;改性蚕茧对Ag+的吸附更符合Langmuir方程;改性蚕茧对Ag+的吸附为吸热过程;改性蚕茧对Ag+的吸附在35℃时可以用一级动力学模型较好的拟合,在45℃和55℃时可以用二级动力学模型较好的拟合;改性蚕茧对Ag+的处理量随高径比的增加迅速增大;改性蚕茧对Ag+的处理量随着流速的提高大大降低;在Cu2+溶液的pH值为6、反应温度55℃和反应时间为4h时蚕茧对Cu2+的吸附量达到49.75 mg·g-1;改性蚕茧对Cu2+的吸附符合Langmuir方程;改性蚕茧对Cu2+的吸附为吸热过程;改性蚕茧对Cu2+的吸附符合在35℃时可以用一级动力学模型很好的拟合,在45℃和55℃时可以用二级动力学模型很好的拟合;改性蚕茧对Cu2+的处理量随着流速的提高大大降低。4.考察了 Ag+和Cu2+的回收条件。结果表明:在pH值为2、温度为60℃时,有利于对吸附了 Ag+和Cu2+的蚕茧和改性蚕茧进行金属离子的解吸,解吸2h时,对吸附了Ag+和Cu2+的蚕茧和改性蚕茧进行金属离子的解吸基本达到平衡。5.简单的考察了余柑栲胶对其他几种金属离子的吸附情况。结果表明用余柑栲胶改性的蚕茧不仅对Ag+和Cu2+具有吸附性,对其他一些重金属离子也具有一定的吸附性。6.对蚕茧和余柑栲胶改性蚕茧吸附了Ag+和Cu2+后结构性能的变化机理进行了基础性的研究。结果表明:蚕茧和余柑栲胶改性后的蚕茧对Ag+和Cu2+都有吸附性,并且改性后的蚕茧对Ag+和Cu2+的吸附性能明显高于普通蚕茧;经余柑栲胶处理后的蚕茧上的丝纤维结晶度有所下降,处理后蚕茧中丝纤维分子构象由α-螺旋和β-转角向β-折叠结构转变;吸附完Ag+和Cu2+后的蚕茧和改性蚕茧的结晶度都有所下降,蚕茧和改性蚕茧中丝纤维分子构象呈α-螺旋含量明显减少,β-转角和β-折叠含量都增多,总体由α-螺旋向β结构转变,金属离子对蚕茧纤维分子构象有很大的影响;经余柑栲胶处理后的蚕茧的热稳定性增加,金属离子的加入使得蚕茧的热稳定性增加。改性后的蚕茧吸附完金属离子后稳定性改变很小。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 重金属废水处理方法的研究概况
• 1.2.1 吸附法在重金属废水处理过程中的研究与应用
• 1.2.2 应用蚕茧和单宁的组成结构特点进行金属离子处理的研究
• 1.3 本论文选题意义和研究内容
• 1.3.1 选题意义
• 1.3.2 研究内容
• 第二章 改性蚕茧吸附剂的研制
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验仪器
• 2.2.2 主要实验材料与药品
• 2.2.3 实验方法与步骤
• 2.2.4 数据分析与处理
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 蚕茧大小对吸附性能的影响
• 2.3.2 单宁酸对蚕茧的改性
• 2.3.3 余柑栲胶对蚕茧的改性
• 2.3.4 杨梅栲胶对蚕茧的改性
• 2.3.5 戊二醛交联单宁酸对蚕茧的改性
• 2.3.6 戊二醛交联余柑栲胶对蚕茧的改性
• 2.3.7 戊二醛交联杨梅栲胶对蚕茧的改性
• 2.3.8 不同单宁改性蚕茧对银离子和铜离子的吸附情况
• 2.4 本章小结
• +和Cu²⁺的吸附性能研究'>第三章 蚕茧对Ag⁺和Cu²⁺的吸附性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验仪器
• 3.2.2 实验材料与药品
• 3.2.3 实验方法与步骤
• 3.2.4 数据分析与处理
• 3.3 结果与讨论
• +吸附性能的研究'>3.3.1 蚕茧对Ag⁺吸附性能的研究
• 2+吸附性能的研究'>3.3.2 蚕茧对Cu²⁺吸附性能的研究
• 3.4 本章小结
• +和Cu²⁺的吸附性能研究'>第四章 改性蚕茧对Ag⁺和Cu²⁺的吸附性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验仪器
• 4.2.2 实验材料与药品
• 4.2.3 实验方法与步骤
• 4.2.4 数据分析与处理
• 4.3 结果与讨论
• +吸附性能的研究'>4.3.1 余柑栲胶改性蚕茧对Ag⁺吸附性能的研究
• 2+吸附性能的研究'>4.3.2 改性蚕茧对Cu²⁺吸附性能的研究
• 4.4 本章小结
• +和Cu²⁺后蚕茧吸附剂解吸实验条件研究'>第五章 吸附Ag⁺和Cu²⁺后蚕茧吸附剂解吸实验条件研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 实验仪器
• 5.2.2 实验材料与药品
• 5.2.3 实验方法与步骤
• 5.2.4 数据分析与处理
• 5.3 结果与讨论
• +和Cu²⁺的条件选择'>5.3.1 解吸蚕茧及改性蚕茧吸附Ag⁺和Cu²⁺的条件选择
• 5.4 本章小结
• 第六章 余柑栲胶改性蚕茧对几种重金属离子的吸附性研究
• 6.1 引言
• 6.2 实验部分
• 6.2.1 实验仪器
• 6.2.2 实验材料与药品
• 6.2.3 实验方法与步骤
• 6.2.4 数据分析与处理
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 原子吸收分光光度计对几种金属离子浓度测定标准曲线的绘制
• 6.3.2 余柑栲胶改性蚕茧对几种重金属离子吸附性的探测
• 6.4 本章小结
• 第七章 蚕茧及改性蚕茧吸附金属离子的结构性能表征
• 7.1 引言
• 7.2 实验部分
• 7.2.1 实验仪器
• 7.2.2 实验材料与药品
• 7.2.3 实验方法与步骤
• 7.3 实验结果与分析
• 7.3.1 蚕茧与改性后的蚕茧的结构与性能分析
• 7.3.2 蚕茧以及改性后的蚕茧同金属离子作用的结构与性能分析
• 7.4 结论
• 第八章 结论和展望
• 8.1 结论
• 8.2 今后的工作
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文
• 致谢