多胺改性黃麻吸附重金屬銅離子材料的制備及性能研究.pdf

1、在我國(guó)重金屬離子突發(fā)性污染事故應(yīng)急處理技術(shù)中，吸附法應(yīng)用最為廣泛，而吸附材料多為顆粒狀,實(shí)際應(yīng)用中需裝袋投放,在水流湍急的事故現(xiàn)場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生很大的流體阻力,會(huì)顯著降低處理效率、增大處理難度。黃麻纖維具有高通量、低流阻、易獲取的特點(diǎn)且有較高的機(jī)械強(qiáng)度，在實(shí)際應(yīng)用中可不用裝袋直接投放，且易于回收，是一種應(yīng)急處理現(xiàn)場(chǎng)適用性非常好的材料。
　　本文針對(duì)目前黃麻纖維材料吸附容量低、拉伸強(qiáng)度差等問(wèn)題，以黃麻為基體，利用其纖維素上的羥基與環(huán)氧氯丙烷

2、之間的醚化作用和三乙烯四胺的胺化作用，經(jīng)兩步反應(yīng)對(duì)黃麻進(jìn)行改性，制備了多胺型黃麻吸附材料。并對(duì)該多胺型黃麻吸附材料的制備條件進(jìn)行了優(yōu)化和結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明，多胺型黃麻吸附材料的最佳制備條件為：黃麻清洗干凈后用沸水煮30 min，15％NaOH浸泡30 min后洗至中性晾干作為預(yù)處理；試劑比例為1 g黃麻：5 mL環(huán)氧氯丙烷：5 mL三乙烯四胺；兩步反應(yīng)的溫度均為90℃；醚化階段反應(yīng)時(shí)間為3 h，胺化階段用時(shí)1 h。經(jīng)FTIR分析表明有外

3、部基團(tuán)附著在黃麻表面，且保持一定的機(jī)械強(qiáng)度。
　　在多胺型黃麻材料吸附性能及機(jī)理研究中，分析了各吸附條件對(duì)Cu(II)離子吸附效果的影響。結(jié)果表明，pH在4~6，溫度在10～30℃范圍內(nèi)，隨著吸附反應(yīng)溫度升高，改性后黃麻對(duì)Cu(II)離子吸附效果有較大幅度提高；且20 min可達(dá)到吸附平衡。改性前黃麻對(duì)Cu(II)離子的飽和吸附量?jī)H為7 mg/g，而改性后則提高到120 mg/g，效果非常明顯。對(duì)材料的再生結(jié)果表明，硝酸對(duì)黃麻有較

4、好的再生效果，可實(shí)現(xiàn)材料的重復(fù)利用。并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)及機(jī)理探討。
　　在多胺型黃麻材料處理含銅廢水研究中，分析了改性后黃麻對(duì)吸附柱型動(dòng)態(tài)裝置和明渠型動(dòng)態(tài)裝置吸附效果的影響，結(jié)果表明：Yoon-Nelson模型在較高流速和較高初始濃度條件下擬合效果更好。由材料填充方式分析可知：橫+散的填充方式，不僅可以保持較高的過(guò)水通量，還可對(duì)水中Cu(II)離子取得較好的去除效果；由明渠型動(dòng)態(tài)裝置模擬結(jié)果可知：在橫+散這種材料填充方式