不溶性芭蕉芋淀粉黃原酸酯的制備及污水處理效果研究.pdf

1、目前，重金屬水體污染以及印染廢水的隨意排放，給生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)，同時嚴(yán)重影響人類的身體健康。天然高分子絮凝劑因綠色環(huán)保，無二次污染，成為吸附重金屬離子以及印染廢水的研究熱點。其中改性淀粉絮凝劑因淀粉來源廣泛、成本低廉且可生物降解等優(yōu)勢受到研究者的青睞。目前，淀粉主要來源于玉米、馬鈴薯和木薯等。本研究旨在用高產(chǎn)、高淀粉含量、非糧食作物的芭蕉芋來代替常用糧食作物玉米、馬鈴薯等。黃原酸酯相比于其他處理重金屬廢水的改性淀粉絮凝劑，有操作簡

2、單、絮凝沉淀無殘余硫化物等優(yōu)勢，且能表現(xiàn)出良好的絮凝效果。
　　本文按兩步法先以芭蕉芋淀粉為原料進(jìn)行交聯(lián)反應(yīng)，以沉降積為指標(biāo)，通過響應(yīng)面法優(yōu)化合成具有高交聯(lián)度的交聯(lián)淀粉，最佳制備條件為:芭蕉芋淀粉10g，ECH用量0.90mL，10％NaOH用量4.40mL，溫度39℃，時間4h，此時沉降積最小，為1.43mL，對應(yīng)芭蕉芋交聯(lián)淀粉交聯(lián)度最大。然后利用交聯(lián)淀粉進(jìn)行黃原酸化反應(yīng)，以Cu2+去除率為指標(biāo)，通過響應(yīng)面優(yōu)化合成不溶性芭蕉芋淀

3、粉黃原酸酯(Insoluble Canna edulis Ker Starch Xanthate，IKX)，最佳制備條件為:芭蕉芋交聯(lián)淀粉5g，CS2用量1.1mL，20％NaOH用量13.4mL，溫度35.4℃，時間2.1h，此時Cu2+去除率最大，為99.5％。利用紅外光譜及掃描電鏡對IKX進(jìn)行表征，紅外光譜特征峰顯示醚鍵形成，說明交聯(lián)成功，掃描電鏡圖顯示IKX表面出現(xiàn)褶皺及空隙，易于重金屬離子及陽離子染料的附著。
　　用IK

4、X對模擬重金屬離子(Cu2+、Cd2+)溶液進(jìn)行絮凝處理，獲得最佳絮凝條件，Cu2+最大去除率為99.8％，Cd2+的最大去除率為99.8％。分別進(jìn)行靜態(tài)吸附研究，IKX對Cu2+、Cd2+的吸附滿足準(zhǔn)二級動力學(xué)、吸附等溫線擬合Langmuir模型單分子層吸附，得出IKX對Cu2+、Cd2+的吸附過程主要受化學(xué)吸附的影響且均為有利吸附。
　　首次利用IKX對模擬陽離子印染廢水陽離子紅X-GRL（陽離子紅X-GRL為偶氮染料）及陽離

5、子紫3R進(jìn)行絮凝試驗，二者均獲得較好的脫色效果，陽離子紅X-GRL最大脫色率為93.5％，陽離子紫3R最大脫色率為88.7％，且對陽離子紅X-GRL的脫色效果優(yōu)于對陽離子紫3R。然后進(jìn)行靜態(tài)吸附研究，表明IKX對陽離子紅X-GRL、陽離子紫3R的吸附滿足準(zhǔn)二級動力學(xué)，對陽離子紅X-GRL的吸附等溫線符合Langmuir模型單分子層吸附，對陽離子紫3R的吸附等溫線符合Freundlich模型多分子層吸附，得出IKX對陽離子紅X-GRL、陽