改性壳聚糖环状配合物的制备及吸附性能研究

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近年来,随着我国城市化、工业化的快速发展,大量的生活污水、工业废水被排放到水体中,造成水体污染日益严重。印染废水作为难处理的工业废水之一,其色度深、有机污染物含量高、可生化性差、毒性大等特殊性质引发了一系列负面效应,严重危害人类健康。在资源日益紧张的今天,如何更高、更快的治理印染废水成为水处理研究的热点。吸附法作为一种操作简单、低成本、效果好的处理技术受到了环境工作者广泛的关注,其中,壳聚糖是去除有机污染物最有效的吸附剂之一,其分子链上富含大量的氨基与羟基从而对污染物质具有较强的去除效果。然而,由于壳聚糖只能溶解于弱酸性环境下,机械性能、化学稳定性较差的缺点,很大程度上限制了其应用。因此,文本尝试将壳聚糖与硫酸根通过交联的方式进行改性,试图研究一种新型、高效的吸附材料的制备及吸附性能研究。  本文提出了一类硫酸根诱导的交联手段,在络合了不同金属离子的壳聚糖溶液,通过滴定的方式合成了一种新型的壳聚糖环状配合物。运用SEM、FTIR、STXM、TGA等表征手段发现,制备得到的吸附剂具有中空、规整的外貌形状及丰富的孔道结构,其机械强度、化学稳定性较强。  本文采用批实验和柱实验研究了壳聚糖环状配合物对酸性红73的去除性能。在批实验中,从吸附动力学和吸附平衡两方面评价了其吸附性能,壳聚糖-Fe(Ⅲ)环状配合物对酸性红73的吸附很好的符合了准二级动力方程和Langmuir等温线方程,其最大吸附容量为205.2mg/g,且随着pH值的升高,吸附能力逐渐减弱。此外,在柱实验的过程中,发现酸性红73的过柱吸附特征受过柱的填充高度、过柱浓度、过柱流速以及进水pH的影响较大。实验表明,选择一种合适的过柱条件可以有效的提高过柱吸附效率,其最佳吸附条件为:填料高度为10cm、AR73的进水浓度为150mg/L、进水流速为5mL/min、进水pH为6.5。  综上所述,本文制备得到的壳聚糖环状配合物在偶氮染料的处理方面,具有较好的去除效果,将是一种新型的具有应用前景的阴离子染料废水吸附剂。
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