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芦竹是一种分布范围广、适应力强的多年生草本植物,它对盐碱、干旱、贫瘠都具有很好的忍耐力。随着我国经济社会的迅猛发展,水污染日趋加剧,由此造成的水体富营养化问题也越来越严重。磷是水体富营养化的限制因子,磷的去除对于富营养化水体的修复具有重要的意义。芦竹在N,N-二甲基甲酰胺存在的条件下与环氧氯丙烷,乙二胺,三乙胺反应,得到改性芦竹季胺盐型吸附剂。通过单因素和正交实验,以对水溶液中磷酸根的去除率为指标,研究芦竹投加量,化学物质投加量,反应温度等不同影响因素确定出最优合成条件。单因素试验和正交试验的结果一致表明,最优合成条件为,芦竹:环氧氯丙烷:N,N-二甲基甲酰胺:乙二胺:三乙胺=4 g:10 ml:5 ml:2ml:10 ml;反应温度为60-70℃,其中与乙二胺的反应是对合成反应最重要的影响因素。实现了最大化利用芦竹,减少化学物质的用量的目的。利用多种化学方法和现代分析技术,如扫描电镜分析,元素分析和IR光谱分析,对改性后芦竹的结构形貌,组成元素和特征化学基团进行表征,并与改性前芦竹进行了对比。在结构形貌方面,改性后芦竹表面更加光滑;在元素含量方面,改性后芦竹含氮量大大增加;在特征基团方面,改性后芦竹增加了很多胺基基团。在实验室内通过静态吸附法对改性芦竹季胺盐型吸附剂对水溶液中磷酸根吸附进行了详细研究。主要研究了吸附剂投加量,溶液pH,吸附动力学,热力学等方面。实验结果表明,改性芦竹季胺盐吸附剂对磷酸根的去除有很高的效率。改性芦竹对磷酸根的去除效果受pH的影响比较大,pH在5左右时,吸附效果最佳。去除效果受温度的影响较小,使得改性芦竹在处理中受水温的影响较小,有利于实际应用。将实验结果分别使用伪一级、伪二级和内扩散模型进行拟合分析可知,伪二级方程对磷酸根的吸附过程有很好的描述,很小的活化能说明吸附过程应该属于物理吸附。吸附等温线对Langmuir符合很好,说明改性芦竹季胺盐型吸附剂吸附磷酸根是以单层吸附为主。吸附体系的吸附自由能和焓变为负值,这表明吸附剂对磷酸根的吸附是一个自发放热的吸附过程。研究了改性芦竹对磷酸根的动态吸附及脱附再生效果,分别考察了在动态吸附、脱附再生过程中各种因素的影响。实验结果表明:与改性前相比,芦竹的吸附性能有了很大提高。随着KH2PO4溶液浓度的增加,改性芦竹吸附磷酸根至饱和的时间缩短,动态吸附的穿透点提前;随着KH2PO4溶液流速增大,改性芦竹对磷酸根的去除率降低;脱附再生实验中,分别选用0. 01mol/L NaCl溶液、HCl溶液和NaOH溶液做脱附剂,以5ml/min的流速进行脱附可以得到较好的脱附效果,经10次再生后,使用三种脱附剂再生后的改性芦竹的吸附容量从45.625 mg/g分别降至40.301 mg/g、38.197 mg/g和35.268mg/g,具有良好的重复使用性能。