改性甘蔗渣对重金属离子吸附行为研究.pdf

分类号 TQ09 学校编号 10490
UDC 密级公开



武汉工程大学

硕士学位论文

改性甘蔗渣对重金属离子
吸附行为研究


学科专业: 化学工程
研究方向: 分离与富集
研究生: 齐亚凤
指导教师: 池汝安教授
余军霞副教授


二○一二年五月
独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作
及取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文
不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研
究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识
到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名:齐亚凤
2012 年 05 月 28 日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解我校有关保留、使用学位论文的规定,即:
我校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允
许论文被查阅。本人授权武汉工程大学研究生处可以将本学位论文的全
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复制手段保存和汇编本学位论文。
保密Ο, 在年解密后适用本授权书。
本论文属于
不保密。
(请在以上方框内打“√”)
学位论文作者签名: 齐亚凤指导教师签名: 池汝安
2012 年 05 月 28 日 2012 年 05 月 28 日
A Thesis Submitted in Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Master of Engineering

Adsorption Behaviors of Heavy Mentals on Modified
Bagasse



Major : Chemical Engineering
Candidate : Qi Yafeng
Supervisor : Professor. Chi Ru’an
Professor. Yu Junxia


Wuhan Institute of Technology
Wuhan, Hubei 430073, P. R. China
May, 2012
摘要
摘要
随着工业的发展,大量重金属废水的排放严重污染了环境,重金
属污染已成为全球最严重的环境问题之一,其治理迫在眉睫。目前,
处理重金属废水常用的方法主要有化学沉淀法、氧化还原法、离子交
换法、溶剂萃取法、膜分离法、电解法等。以上几种重金属废水的处
理方法大部分都存在成本高、操作复杂和二次污染等问题。近年来,
生物吸附法因其操作简单、原材料来源丰富、环境友好等特点而备受
关注。但未经处理的生物吸附剂存在吸附容量较低,对重金属废水的
处理效率不高等问题。因此,吸附剂的改性近年来一直是众多学者研
究的热点。
本文采一种简单、温和的方法制备了均苯四甲酸二酐(PMDA)
和乙二胺四乙酸二酐(EDTAD)改性甘蔗渣,用红外光谱和扫描电
子显微镜对改性前后的甘蔗渣进行了表征,考察了吸附时间、重金属
离子浓度、吸附剂用量、酸度对吸附容量的影响,研究了未改性、
PMDA 改性、EDTAD 改性甘蔗渣对 Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+四种重
金属离子的吸附行为。探讨了 Na+、K+、Ca2+、Mg2+四种共存离子对
吸附的影响,采用 HCl、HNO3、EDTA 为洗脱剂,进一步研究了改
性吸附剂的再生吸附性能,并取得到如下研究成果:
1. 经 PMDA 和 EDTAD 改性的甘蔗渣对四种重金属离子 Cu2+、
Zn2+、Pb2+、Cd2+的吸附能力得到了很大的提高。红外光谱分析表明
改性后甘蔗渣表面引入了大量的羧基、氨基官能团。两种改性吸附剂
对 Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+的吸附过程中,前 20 min 吸附反应速率很
高,吸附量可以达到平衡吸附量的 90%以上。吸附动力学过程可以用
准二级动力学方程很好的描述,其吸附速率受金属离子浓度和甘蔗渣
表面的活性位点数控制。等温吸附过程用 Langmuir 模型拟合,线性
相关性系数均大于 ,表明了改性前后甘蔗渣对重金属离子的吸
附主要是单分子层吸附,物理吸附和化学吸附可能同时存在于吸附剂
I
武汉工程大学硕士学位论文
对重金属离子的吸附过程中。
2. 吸附热力学结果显示:经 PMDA 和 EDTAD 改性的甘蔗渣对
Cu2+、Zn2+、Pb2+、Cd2+吸附反应都属于自发反应,PMDA 改性