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近年来,随着经济的快速发展,环境污染问题愈发严重,尤其是含Cd(Ⅱ)重金属废水污染严重危害了人们的健康,如何去除废水中Cd(Ⅱ)污染问题显得尤为重要。吸附法由于其操作简单、去除率高等优点成为近年来大家高度关注的一种方法,寻找一种成本低,操作简易,吸附率高的吸附剂是吸附法研究的关键问题。本文以活化木薯淀粉(MS)为原料,以丙烯酰胺(AM)、丙烯酸(AA)和甲基丙烯酸甲酯(MMA)为接枝单体,采用反相乳液聚合法,分别制备了AA-MSM、AAM-MSM、AAM-MSMPM三种不同的淀粉磁性微球吸附剂。优化了工艺条件,并采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)等对其进行表征,并结合吸附动力学模型,推导了淀粉磁性微球对废水中Cd(Ⅱ)的吸附机理。主要研究内容如下:(1)以MS为原料,AM、AA为接枝单体,采用反相乳液聚合法制备了淀粉磁性微球吸附剂(AA-MSM)。FTIR和XPS分析显示AA-MSM含有-NH2,-COOH,-OH官能团,说明AM、AA与MS成功接枝;SEM结果显示AA-MSM呈不规则的球形,且表面稍有粘连;VSM结果显示饱和磁化强度为13.9 emu·g-1,吸附Cd(Ⅱ)后的饱和磁化强度为12.3 emu·g-1,具有超顺磁性,可通过外加磁场将吸附Cd(Ⅱ)后的AA-MSM进行快速磁选分离。当AA加入量为45 wt%,AM加入量为25 wt%时,AA-MSM的最大吸附容量为25.50 mg?g-1。吸附过程符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型,AA-MSM对Cd(Ⅱ)的吸附为单层化学吸附。(2)为进一步提高AA-MSM的成球性和对Cd(Ⅱ)的吸附容量,加入MMA单体作为分散剂,制备了淀粉磁性微球吸附剂(AAM-MSM)。当MMA用量为4 m L时,AAM-MSM最大吸附量为39.98 mg?g-1,比AA-MSM提高了36.22%。SEM表征结果显示,加入MMA后AAM-MSM表面光滑,形状规则,尺寸均一,成球性好。这是因为,在反相乳液体系中,油溶性MMA单体偏向于聚在水相与油相的交界处,既微球反应乳液体系的表面,可极大地改变微球的表面性能,使微球成球性更好。(3)为进一步提高AAM-MSM对Cd(Ⅱ)的吸附容量,将聚乙二醇/甲醇(PEG/Me OH)二元体系作为致孔剂,制备了多孔淀粉磁性微球吸附剂(AAM-MSMPM)。BET结果显示,AAM-MSMPM与AAM-MSM相比,粒径从19.21 nm减小7.32 nm,比表面积从7.33 m2?g-1增大35.23 m2?g-1,孔体积从0.03 cm3?g-1增加到0.13 cm3?g-1,AAM-MSMPM对Cd(Ⅱ)的吸附提供了更多的吸附位点。当p H=5,聚乙二醇与甲醇的质量比为1:2.5,致孔剂用量为20 wt%时,AAM-MSMPM对Cd(Ⅱ)的吸附容量最大为210.68 mg?g-1,比AAM-MSM提高了81.02%。经过5次吸附-解吸循环实验后,AAM-MSMPM对Cd(Ⅱ)的吸附容量基本保持不变。吸附机理研究表明,在吸附初期,AAM-MSMPM表面有足够多官能团(-NH2,-COOH,-OH)与Cd(Ⅱ)之间的吸附作用使吸附容量迅速增加到210.68 mg?g-1,Cd(Ⅱ)迅速扩散到AAM-MSMPM表面的吸附位点,当AAM-MSMPM表面大部分吸附位点被Cd(Ⅱ)占据时,吸附达到平衡。