納晶纖維素基吸附材料制備及吸附重金屬離子研究.pdf

1、水體重金屬污染問題是目前環(huán)境污染的一個突出問題。重金屬污染的水體不僅會造成社會經(jīng)濟損失，更會對生態(tài)環(huán)境和生命帶來巨大的威脅。因此選擇高效快速的重金屬脫除方法，提高水質(zhì)量是如今十分重要的一個研究方向。本文以微晶纖維素(MCC)為原料提取納晶纖維素(CNC)，制備了羧基化納晶纖維素(CCN)以及基于羧基化納晶纖維素的復(fù)合材料吸附劑用于吸附水體中的Pb(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)。本文的主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下：
　　(1)用檸檬酸修飾納晶纖維素制

2、備羧基化納晶纖維素吸附材料(CCN)。將得到的吸附劑用于魚露中Pb(Ⅱ)的吸附?？疾炝宋綍r間、Pb(Ⅱ)初始濃度、溫度以及氯化鈉和氨基酸對CCN吸附魚露中Pb(Ⅱ)的影響。結(jié)果顯示，0.1g CCN在氯化鈉和氨基酸存在的溶液中吸附500mL、50mg/L的Pb(Ⅱ)時，吸附48h后基本達到吸附平衡，Pb(Ⅱ)初始濃度為50mg/L時，實驗平衡時最大吸附容量為149.59±2.33mg/g。氯化鈉和谷氨酸對吸附效果均有抑制作用。CCN對

3、Pb(Ⅱ)的吸附過程較符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型和Langmuir吸附等溫線，吸附過程是一個自發(fā)的、吸熱的反應(yīng)過程。
　　(2)羧基化納晶纖維素與聚乙烯亞胺氨化制備得到羧基化納晶纖維素-聚乙烯亞胺吸附材料(CCN-PEI)。將得到的CCN-PEI用于吸附水溶液中的Cr(Ⅵ)?？疾炝宋綍r間、溶液pH值、Cr(Ⅵ)初始濃度和溫度等因素對CCN-PEI吸附性能的影響。0.005g CCN-PEI吸附50mL、100mg/L的Cr(Ⅵ)在24

4、0min后基本達到吸附平衡，最佳pH值為3，吸附平衡時CCN-PEI對Cr(Ⅵ)的最大吸附容量達到243.39±2.67mg/g。CCN-PEI對Cr(Ⅵ)的吸附動力學(xué)曲線較符合準(zhǔn)二級動力學(xué)模型;吸附過程符合Langmuir吸附等溫線方程;通過熱力學(xué)研究，初步確定CCN-PEI對Cr(Ⅵ)的吸附過程是一個自發(fā)的放熱反應(yīng)。
　　(3)將羧基化納晶纖維素包覆到四氧化三鐵制備得到羧基化納晶纖維素-四氧化三鐵磁性納米粒子(CCN-Fe3O

5、4)。將制備的CCN-Fe3O4作為吸附材料用于水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附。考察了吸附時間、吸附劑用量、溶液pH值、Pb(Ⅱ)初始濃度和溫度等因素對CCN-Fe3O4吸附容量和Pb(Ⅱ)脫除率的影響。0.05g CCN-Fe3O4吸附50mL、50mg/L的Pb(Ⅱ)在240min后基本達到吸附平衡，最佳pH值為5，吸附平衡時CCN-Fe3O4對Pb(Ⅱ)的最大吸附容量達到49.35±0.38mg/g，此時對Pb(Ⅱ)的脫除率可達98.6