不同生物质基吸附剂分离钼、铼的热力学和动力学研究

论文摘要

本论文分别以柿子皮和废纸为原材料,针对其中的不同的成分（单宁、纤维素）,采用简单、有效的方法对其进行化学修饰,制备了7种吸附剂,系统研究了这些吸附剂对钼、铼的吸附行为、吸附机理、吸附热力学和动力学性质,为生物质吸附剂在工业上的应用提供丰富的基础数据,使其能够得到更好的应用,具体的研究内容如下:1.以柿子皮为原材料,用甲醛改性制得吸附剂APF。研究发现APF对Mo（VI）的吸附具有很高的选择性,并且有着可观的吸附量（1.05 mol-Mo（VI）/kg）,其对Mo（VI）的吸附符合Langmuir单分子吸附模型,APF表面的多酚基团是吸附Mo（VI）的活性位。另外,从实际料液中分离钼、铼的动态模拟实验验证了该吸附剂的实际应用性,对钼、铼的分离选择性高,Mo（VI）的回收率可达90%以上。2.以废纸为原材料,分别用用氨水、甲胺、二甲胺、二乙胺、三乙胺、乙二胺修饰制备了六种胺基化废纸吸附剂（WP-NH2、WP-MA、WP-DMA、WP-DEA、WP-TEA、WP-en）。元素分析结果表明,胺基化程度高,N引入的计算值与实际测量值相符。研究发现,六种胺基化废纸吸附剂对钼、铼等离子各有其独特的吸附选择性,对其产生的原因,通过吸附作用机理、各种因素对吸附性能的影响进行了深入的探讨。3.研究了经过二甲胺修饰的叔胺类废纸吸附剂WP-DMA对Mo（VI）、Re（VII）的吸附行为、吸附热力学和动力学性质。通过动态模拟实验和循环实验验证了WP-DMA对钼、铼的吸附分离性能,以及该吸附剂的稳定性和可再生性。另外,通过APF与WP-DMA串联以分别吸附实际料液中钼、铼的工艺,可实现Mo（VI）、Re（VII）与其他共存离子的分离,且Mo（VI）、Re（VII）的回收率均达到98%以上,为WP-DMA应用提供了基础数据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 引言
• 0.1 研究背景
• 0.2 钼、铼提取方法
• 0.2.1 钼的提取
• 0.2.2 铼的提取
• 0.2.3 钼、铼分离
• 0.3 生物质吸附剂研究进展
• 0.3.1 生物吸附剂概述
• 0.3.2 生物吸附剂的应用
• 0.3.3 生物吸附剂吸附性能评估
• 0.4 本论文主要研究内容
• 第1章 实验部分
• 1.1 仪器与试剂
• 1.1.1 主要仪器
• 1.1.2 主要试剂
• 1.2 钼、铼的分析方法
• 1.2.1 铼的分析
• 1.2.2 钼的分析
• 1.3 钼铼的存在形式
• 1.3.1 钼的存在形式
• 1.3.2 铼的存在形式
• 1.4 吸附实验基础和理论
• 1.4.1 吸附方法
• 1.4.2 吸附动力学理论
• 1.4.3 吸附平衡理论
• 1.4.4 动态吸附实验
• 第2章 甲醛改性的柿子皮对 Mo（VI）的吸附性能研究
• 2.1 甲醛改性的柿子皮吸附剂的制备
• 2.2 酸度对 APF 吸附行为的影响
• 2.3 APF 吸附 Mo（VI）的机理
• 2.4 APF 吸附 Mo（VI）的动力学性质
• 2.4.1 不同振荡时间对Mo（VI）吸附率变化的影响
• 2.4.2 不同温度对Mo（VI）吸附速率的影响
• 2.5 APF 吸附 Mo（VI）的热力学性质
• 2.6 动态实验
• 2.7 从含 Mo（VI）工业废液中分离 Mo（VI）、Re（VII）实验
• 2.8 本章小结
• 第3章 胺基化废纸吸附剂的制备及其吸附性能研究
• 3.1 胺基化废纸吸附剂的制备
• 3.1.1 废纸的预处理
• 3.1.2 氯化PWP 的制备
• 3.1.3 制备不同胺基官能团的废纸吸附剂
• 3.2 胺基化废纸吸附剂的表征
• 3.2.1 红外光谱特征
• 3.2.2 元素分析结果
• 3.3 胺基化废纸吸附剂对不同金属离子的吸附性能
• 3.4 胺基化废纸吸附剂对不同金属离子的吸附机理
• 3.4.1 金属阳离子的配位吸附机理
• 3.4.2 金属阴离子的离子交换吸附机理
• 3.5 不同因素对胺基化废纸吸附剂吸附性能影响
• 3.5.1 不同因素对WP-en 吸附Mo（VI）的影响
• 3.5.2 不同因素对WP-DEA 吸附Re（VII）的影响
• 3.5.3 胺基官能团对Mo（VI）、Re（VII）吸附的影响
• 3.6 本章小结
• 第4章 WP-DMA 对 Mo（VI）、Re（VII）的吸附性能研究
• 4.1 WP-DMA 对Mo（VI）、Re（VII）的分离选择性
• 4.2 WP-DMA 吸附Mo（VI）、Re（VII）的机理
• 4.3 不同振荡时间对Mo（VI）、Re（VII）吸附速率变化的影响
• 4.4 WP-DMA 吸附Mo（VI）、Re（VII）的动力学性质
• 4.5 WP-DMA 吸附Mo（VI）、Re（VII）的热力学性质
• 4.6 动态实验
• 4.7 从含Mo（VI）、Re（VII）工业废液中分离Mo（VI）、Re（VII）实验
• 4.8 本章小结
• 第5章 总结
• 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