以杨树落叶为吸附剂去模拟废水中Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的研究

论文摘要

本文以秋季校园落叶为吸附剂,吸附模拟废水中的Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ),研究了初始浓度、吸附剂的量、溶液温度、溶液pH值等条件对吸附的影响,落叶吸附重金属等温线、热力学和动力学,落叶的改性及改性落叶对重金属离子的吸附、动力学和红外光谱分析,落叶对竞争体系中两种离子的选择性吸附、等温线及动力学,结果表明:(1)从落叶对单一离子的吸附看,吸附过程在250min内均可达到平衡;重金属离子初始浓度、溶液温度是影响吸附的条件;落叶吸附重金属离子的最适溶液pH值分别为7.00(Cu(Ⅱ))和6.00(Cd(Ⅱ))。Freundlich和Langmuir吸附等温线模型能分别描述落叶对Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附过程。吸附过程符合二级动力学,且受外部传质和内扩散的双重影响。(2)氢氧化钠的改性使落叶对Cu(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的平衡吸附量分别提高了32%和15%。二级动力学模型能很好的描述和预测氢氧化钠改性落叶对重金属离子的吸附过程。红外光谱显示落叶上的羧基和羟基在吸附重金属的过程中起主要作用。(3)竞争吸附实验的研究发现落叶对两种重金属离子的吸附具有选择性:Cu(Ⅱ)>Cd(Ⅱ)。Freundlich吸附等温线模型和二级动力学模型都能较好的描述落叶对竞争体系中重金属离子的吸附过程。(4)热力学参数△G0和△H0均为负值,说明落叶对重金属离子的吸附过程是自发的、放热的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1. 绪论
• 1.1 我国水体中重金属污染现状
• 1.2 净化重金属污染国内外研究现状
• 1.2.1 微生物吸附剂净化废水中重金属离子研究现状
• 1.2.2 植物类吸附剂净化废水中重金属离子研究现状
• 1.2.3 竞争吸附
• 1.3 本论文研究目的和内容
• 1.3.1 研究目的
• 1.3.2 研究内容
• 2. 实验部分
• 2.1 主要仪器设备和试剂
• 2.1.1 主要仪器设备
• 2.1.2 主要试剂
• 2.2 吸附剂和重金属模拟废水的制备
• 2.2.1 落叶来源
• 2.2.2 落叶的预处理
• 2.2.3 重金属污染废水的配备
• 2.3 吸附实验步骤
• 2.4 数据检测分析方法
• 2.4.1 重金属离子浓度检测方法
• 2.4.2 扫描电子显微镜使用方法
• 2.4.3 傅里叶红外光谱仪的使用方法
• 2.5 吸附数据处理
• 2.5.1 平衡吸附量
• 2.5.2 吸附量
• 2.5.3 去除率
• 2.5.4 相对误差
• 3.落叶对重金属废水的吸附研究
• 3.1 落叶对含Cu（Ⅱ）废水的吸附研究
• 3.1.1 时间和初始浓度对吸附效果的影响
• 3.1.2 吸附剂的量对吸附效果的影响
• 3.1.3 溶液温度对吸附效果的影响
• 3.1.4 溶液pH 对吸附效果的影响
• 3.1.5 吸附等温线研究
• 3.1.6 落叶对含Cu（Ⅱ）废水的吸附动力学研究
• 3.2 落叶对重金属Cd（Ⅱ）的吸附研究
• 3.2.1 初始浓度对吸附效果的影响
• 3.2.2 吸附剂的量对吸附效果的影响
• 3.2.3 溶液温度对吸附效果的影响
• 3.2.4 溶液pH 对吸附效果的影响
• 3.2.5 吸附等温线试验
• 3.2.6 落叶对重金属Cd（Ⅱ）吸附平衡及动力学研究试验
• 3.3 本章小结
• 4. 改性落叶对重金属离子的吸附研究
• 4.1 改性树叶等电点研究
• 4.2 改性落叶对重金属Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的吸附研究及机理分析
• 4.3 氢氧化钠改性树叶对重金属离子吸附动力学研究
• 4.4 碱改性处理前后的落叶的电镜图分析
• 4.5 未改性、碱改性落叶对吸附Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）前后红外光谱分析
• 4.6 本章小结
• 5. 重金属离子竞争吸附研究
• 5.1 树叶对重金属离子的竞争吸附研究
• 5.1.1 初始浓度对竞争吸附的影响
• 5.1.2 温度对竞争吸附的影响
• 5.1.3 溶液pH 值对竞争吸附的影响
• 5.1.4 竞争吸附等温线研究
• 5.1.5 竞争吸附动力学研究
• 5.2 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 论文发表情况