小麦秸秆吸附剂的制备及其对溶液中铜离子的吸附性能研究

【摘要】：在综合国内外大量相关文献的基础上,本论文选用农作物秸秆中的小麦秸秆为原料,对其进行物理改性,分别制备原状吸附剂和生物碳质吸附剂,并通过对水溶液中铜离子吸附性能的研究,考察了两类吸附剂的吸附性能。通过实验室静态与动态实验,检测了多种外源因素对Cu~(2+)吸附效果的影响,并研究了两类吸附剂吸附该金属的吸附平衡和吸附动力学,同时对吸附剂的再生技术进行了研究,为秸秆等生物质规模化应用于废水治理提供科学依据。主要研究内容和结果如下: 利用原状小麦秸秆对溶液中铜离子进行静态吸附研究。采用平衡吸附法研究了秸秆投加量、溶液pH和反应时间对小麦秸秆吸附水溶液中Cu~(2+)的影响。结果表明,pH显著影响小麦秸秆对Cu~(2+)的吸附;其动力学行为很好的符合Lagergren准二级反应动力学模型,吸附等温线符合Langmuir模型,在30℃时秸秆对Cu~(2+)的饱和吸附量qm为24.6mg·g~(-1);分离因子RL值在0~1之间,为有利吸附;用0.2mol·L~(-1)的HCl对吸附饱和的秸秆解吸效果良好,解吸率90%,且再生后秸秆的吸附效果与新鲜秸秆差不多。 利用原状小麦秸秆对溶液中铜离子进行动态吸附研究。通过动态吸附试验、动态解吸试验和再生后吸附试验方法研究了小麦秸秆对铜离子的动态吸附与解吸特性。结果表明,溶液流速、Cu~(2+)的初始浓度、pH等因素对动态吸附有很大的影响。增大流速,穿透体积减小,穿透时间提前,秸秆的平衡吸附量降低,秸秆对Cu~(2+)的去除率下降;在同一流速下,增大Cu~(2+)溶液初始浓度,秸秆的平衡吸附量增大,秸秆对Cu~(2+)的去除率下降;增大溶液pH,秸秆的平衡吸附量和对Cu~(2+)的去除率均增大。理想条件:流速为4.395ml·min~(-1)、Cu~(2+)的初始浓度为43.2mg·L~(-1)、pH为5.0,秸秆对Cu~(2+)的动态吸附量为1.54mg·g~(-1)。用0.5mol·L~(-1)的HCl溶液能有效地洗脱小麦秸秆表面吸附的Cu~(2+)。 以小麦秸秆为生物质材料,通过中低温区间限氧升温熔融碳化方法制备生物碳质吸附剂,并以铜离子为例,研究吸附剂对废水中重金属的吸附性能。结果表明:在中低温区间制备的吸附剂产率高、能耗小、吸附速率快、达到平衡时间短,最慢的(P200)需要3h达到吸附平衡,最快的(P500)仅需0.5h就达到吸附平衡。30℃时吸附剂P500对铜离子的饱和吸附量为11.19mg·g~(-1)。吸附动力学过程符合Lagergren准二级反应动力学模型,吸附等温线符合Langmuir方程,分离因子R_L值在0～1之间,为有利吸附。SEM分析显示,随着碳化温度的升高,秸秆的微孔变形程度加剧,增大了表面粗糙程度。 【关键词】：小麦秸秆 生物碳质吸附剂 铜 静态吸附 动态吸附 动力学
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要8-10
• Abstract10-12
• 第1章 绪论12-23
• 1.1 农作物秸秆的化学组成12-13
• 1.1.1 秸秆的一般化学成分12-13
• 1.1.2 秸秆中的纤维素类物质的组成13
• 1.2 秸秆主要组成成分的化学性质与作用13-16
• 1.2.1 纤维素13-14
• 1.2.2 半纤维素14-15
• 1.2.3 木质素15
• 1.2.4 其他组分15-16
• 1.3 国内外农作物秸杆的综合利用现状16-17
• 1.4 农作物秸秆的主要用途17-18
• 1.4.1 农作物秸秆用作肥料17
• 1.4.2 农作物秸秆用作饲料17
• 1.4.3 农作物秸秆用作燃料17-18
• 1.4.4 农作物秸秆用作工副业生产原料18
• 1.5 铜污染来源与危害18-19
• 1.5.1 含铜废水来源与铜存在状态18
• 1.5.2 铜的危害18-19
• 1.6 重金属废水的处理方法19-21
• 1.6.1 化学沉淀法19
• 1.6.2 电解法19-20
• 1.6.3 吸附法20
• 1.6.4 膜分离技术20
• 1.6.5 离子交换处理法20-21
• 1.6.6 溶剂萃取分离21
• 1.6.7 生物处理技术21
• 1.7 本课题研究背景21-22
• 1.8 本课题研究内容22-23
• 第2章 材料与方法23-28
• 2.1 实验材料23
• 2.2 实验仪器和药品23
• 2.2.1 主要仪器23
• 2.2.2 主要药品23
• 2.3 铜的分光光度法测定23-25
• 2.3.1 测定方法23-24
• 2.3.2 实验原理24
• 2.3.3 主要实验试剂24-25
• 2.4 标准曲线的绘制25-26
• 2.5 数据分析26-28
• 第3章 小麦秸秆对溶液中铜离子的静态吸附研究28-36
• 3.1 前言28
• 3.2 实验部分28-29
• 3.2.1 材料28
• 3.2.2 原状吸附剂的 SEM 与 IR 表征28-29
• 3.2.3 投加量与溶液pH 对原状吸附剂静态吸附 Cu~(2+)的影响29
• 3.2.4 吸附动力学试验29
• 3.2.5 吸附等温线试验29
• 3.2.6 吸附剂的再生试验29
• 3.3 结果与分析29-35
• 3.3.1 小麦秸秆的投加量对吸附的影响29-30
• 3.3.2 溶液pH 对吸附的影响30-31
• 3.3.3 吸附动力学试验31-33
• 3.3.4 吸附等温线33-34
• 3.3.5 吸附剂的再生34-35
• 3.4 结论35-36
• 第4章 小麦秸秆对铜离子动态吸附与解吸特性的研究36-44
• 4.1 前言36
• 4.2 实验部分36-37
• 4.2.1 材料36
• 4.2.2 数据分析36
• 4.2.3 动态吸附试验36
• 4.2.4 动态解吸试验36
• 4.2.5 再生吸附试验36-37
• 4.3 结果与分析37-42
• 4.3.1 流速对动态吸附的影响37-38
• 4.3.2 溶液初始质量浓度对动态吸附的影响38-39
• 4.3.3 溶液pH 值对动态吸附的影响39-40
• 4.3.4 动态吸附过程中流出液pH 值和电导率的变化40-41
• 4.3.5 动态解吸曲线的测定41-42
• 4.3.6 再生前后吸附结果对比42
• 4.4 结论42-44
• 第5章 秸秆生物碳质吸附剂的制备及其吸附性能研究44-51
• 5.1 前言44
• 5.2 实验部分44-45
• 5.2.1 生物碳质吸附剂的制备44
• 5.2.2 生物碳质吸附剂一般性质的测定44-45
• 5.2.3 生物碳质吸附剂的吸附性能测定45
• 5.3 结果与分析45-49
• 5.3.1 生物碳质吸附剂的产率45
• 5.3.2 生物碳质吸附剂的颜色45-46
• 5.3.3 生物碳质吸附剂的pH46
• 5.3.4 生物碳质吸附剂的 SEM46-47
• 5.3.5 生物碳质吸附剂的吸附性能47-49
• 5.4 讨论与结论49-51
• 结论51-52
• 参考文献52-56
• 致谢56-57
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录57

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

植物材料处理含重金属废水的研究进展    李楠;龚友才;陈基权;粟建光;戴志刚;温岚;

新型吸附剂的制备及其在痕量分析中的应用    蔡清

小麦秸秆生物吸附剂的制备及其对镉离子吸附的研究    刘恒博

花生壳粉吸附模拟废水中Cd~(2+)·Pb~(2+)的研究    谷亚昕;

向海湿地土壤草根层对铅镉的静态和动态吸附能力的研究    李鱼,王月,王晓丽,刘亮,李云鹏,李青山

秸秆纤维性能    刘洪凤,俞镇慌

植物整治技术在重金属废水处理中的应用    韩志萍,张建梅,姜叶琴,计兵,熊愈辉,张维纲

不同处理方法及改性剂对秸秆纤维/PBS复合材料性能的影响    张敏;丁芳芳;李成涛;葛正浩;田媛;

杉木间伐材炭化物特性及其对挥发性有机污染物吸附性能的研究    江茂生,黄彪,高尚愚

植物(秸秆)改性纤维资源化利用    罗学刚

木质素吸附剂研究现状及进展    洪树楠,刘明华,范娟,詹怀宇

花生壳的综合利用研究(一)——花生壳改性制备重金属吸附剂初探    廖朝东,廖正福

负载金属球形活性炭的制备及其噻吩吸附性能    于维钊;郑经堂;何小超;赵玉翠;

利用农业秸秆制备阴离子吸附剂及其性能的研究    王宇

小麦秸秆熔融固化产物对硝基苯废水的吸附效果研究    陈哲

污水处理用高发泡E/VAC悬浮填料的研制与应用    刘宇航;陆晓中;胡翔;赵明;孙晓民;

厌氧-复合人工湿地工艺处理农村生活污水研究    蒯圣龙;尹程;

一株氨氮降解菌的筛选及其降解特性的初步研究    杨代金;张穗;王玉军;温广月;

生物质气化导热油传导供热烘烤烟叶研究    王喜功;杨旭亮;李仁政;赵湘江;杨晓东;周建;杜传印;

好氧颗粒污泥吸附孔雀绿研究    詹婧;孙庆业;石先阳;

Cu~(2+)与解偶联剂协同作用污泥减量化    石先阳;凌晨慧;鲍婷;谢继峰;周芬;盛雅琪;

荧光法与分光光度法测定叶绿素a的对比试验    孙力

EDTA滴定法测定水中钙镁总量的测量不确定度评定    汪海波

人工神经网络光度法同时测定水中Fe(II)、Fe(III)    郭小慧,孙静月,赵中一

Fenton试剂氧化处理TNT废水的试验研究    陈林;涂春贤;张国珍;宋小山;

玉米秸秆在人工瘤胃反应器中的厌氧转化    岳正波;胡真虎;俞汉青;

秸秆、蓝藻和餐厨废弃物等生物质资源化利用的进展与探讨    翟志军;李俊;陈祥松;吴金勇;姚建铭;

Multi N/C 2100S总有机碳水质分析仪校准方法的建立    王琳;孙国鼐;

用白腐真菌-泥炭净化处理DDNP废水的研究    王惠娥;孙继林;颜事龙;张学才;

膜生物反应器的脱氮性能    邓春华;李方;李俊;奚旦立;

纳滤处理含镍、铜和锌废水的试验研究    薛莉娉;张显球;杜明霞;

采用MPE延缓MBR工艺中膜污染的研究    刘志阳;赵英;顾平;

纳滤膜在饮用水生产中的应用    胡锦英;张阳;王浩然;韩璐;易小祺;

MBR处理偶氮染料废水的启动特性研究    陈桂娥;李啸寰;许振良;

不同处理能力人工湿地净化效果的比较    黄龙;韩春元;田娟;刘杰;

淀山湖氮磷营养物与浮游藻类增长相互关系的研究    程曦

城市污水生物絮凝吸附工艺的特性及模拟研究    刘绍根

毛竹林生态型模式施肥应用研究    王宏

高效短程硝化/厌氧氨氧化富集培养物的研究    胡安辉

有机废弃物CO_2施肥发酵过程中基质理化性状变化及残渣培肥土壤的作用    李玲玲

木质素基吸水吸附材料的合成及性能研究    吴宇雄

壳聚糖的修饰改性及其对重金属和染料的吸附行为研究    邢云

离心式微流控法快速分析环境污染物的研究    席永清

铁矿石催化过氧化氢—过硫酸钠去除地下水中三氯乙烯的研究    黄伟英

处理焦化废水微氧EGSB反应器启动和运行特性研究    耿炤宇

阳离子淀粉/壳聚糖交联共混絮凝剂（CATCS）的制备与应用研究    游力军

养分管理措施对丹江口库区橘园氮磷行为特征的影响    毕磊

γ-聚谷氨酸活化磷矿粉对Pb污染土壤铅形态及小白菜生长的影响    蔡志坚

动物废弃物培养蕹菜、蝇蛆的研究    贝亦江

双能场/生物法降解废水中苯酚的研究    陈静颖

贵州省某村煤与土壤砷含量、形态及其排放的初步研究    杨娜娜

浊点萃取光度法测定铬及萃取剂回收方法研究    金洪洙

环境水中二甲胺和二乙胺分析方法的研究    马兴华

一种新型厌氧化反应器的研制与启动试验研究    孙延格

抗铅联合苯酚降解多功能菌的构建    彭冉

氯化镉对人全血细胞程序外DNA合成的影响    俞萍,唐玲芳

镉对人体健康的危害效应及其机理研究进展    黄秋婵;韦友欢;黎晓峰;

处理重金属废水技术的研究进展    于萍;任月明;张密林;

离子交换技术在重金属废水处理中的应用    雷兆武;孙颖;

浊点萃取-荧光光度法测定废水中痕量铝    李志英;凌山;

污泥制备活性炭对Pb(II)和Ni(II)的吸附和回收利用    夏畅斌;刘春华;曾经;张玲;周艺;何湘柱;

啤酒酵母菌对汞离子(Ⅱ)的生物吸附    朱一民,周东琴,魏德州

含重金属废水处理技术的研究进展概述    李娜;靳晓洁;

高岭土吸附剂去除含锰废水中锰离子的实验研究    詹旭,罗泽娇,马腾

吸附剂的应用研究现状和进展    杨国华;黄统琳;姚忠亮;刘明华;

新型螯合吸附剂的制备及其对重金属微污染废水的净化处理研究    张云

铁离子在脑出血后继发性脑损伤中的作用及机制研究    万曙

废麦糟生物吸附剂深度净化水体中砷、镉的研究    陈云嫩

橘子皮化学改性及其对重金属离子吸附行为的研究    冯宁川

秸秆类生物吸附剂的制备及其对溶液中六价铬的吸附性能研究    梁丽萍

麦草两性螯合吸附剂的研制及对Cu（Ⅱ）和Cr（Ⅵ）的吸附性能研究    钟倩倩

MnO_2/Fe_3O_4复合吸附剂的制备及吸附水中铅、铜的研究    何皎洁

聚马来酸酐—丙烯酰胺高效减水剂的合成及性能研究    张孝兵

丙烯酸/丙烯酰胺共聚超吸水性树脂的合成及其肥料缓释性能研究    李玲

金属离子印迹聚合物的合成及其在分析中的应用研究    王丹丹

用于重金属离子吸附的生物吸附剂的初步研究    朱波

壳聚糖—丙烯酰胺接枝共聚及复合絮凝脱水剂的研究    蔚阳

新型生物吸附剂豆渣对水中Cd~（2+）和Zn~（2+）的吸附    李莲

甘蔗渣吸附废水中Cd~（2+）和Cr~（3+）的研究    熊佰炼

利用化学实验中废弃物为原料合成LDHs的研究和探索    吴志兰

黄孢原毛平革菌菌丝球对Pb~(2+)的动态吸附及其洗脱    吴涓,肖亚中

生物降解纤维素研究新进展    张辉;桑青;

改性膨润土对废水中Cu~(2+)、Zn~(2+)去除效果的研究    罗成玉;司友斌;刘小红;朱正中;

水合氧化铈吸附水中磷酸根特性的研究    刘丽莉;景有海;欧阳通;

蜂窝煤渣的改性及其在水溶液中的吸附特性    郝存江

复合西瓜皮果酱研制    王国军

西瓜皮果脯加工技术    文志华,徐兴才

花生壳膳食纤维的提取及性能测定    余华,马昱,杨强,陈兴玉

在饲料中添加柑橘或甜橙外果皮对鲤鱼诱食作用的比较研究    丁光,陈振昆,徐宝明

重金属的生物吸附研究进展    叶锦韶,尹华,彭辉,贾宗剑

杉木间伐材的炭化理论及其炭化物在环境保护中应用的研究    黄彪

废烟梗制备纤维素黄原酸酯及其吸附Cu~(2+)研究    周国华;万端极;张艳;

Fe-Al柱撑膨润土对水溶液中铜离子的吸附性能研究    任广军;翟玉春;宋恩军;张春丽;

海带吸附铜、镍离子的研究    曹军;尤雅婷;徐国想;

后交联胺化聚苯乙烯树脂对铜离子的吸附选择性研究    孙向荣;曲荣君;

天然沸石负载壳聚糖吸附废水中铅离子的研究    李增新;梁强;薛淑云;刘会峦;吴海林;

天然沸石负载壳聚糖去除废水中铜离子的研究    李增新;梁强;段春生;张良;

壳聚糖及复合物处理电镀铜废液中Cu~(2+)的研究    石慧;

硅胶法铜离子印迹聚合物的制备及性能研究    沈玉永;吴根华;汪竹青;

竹炭/羟基磷灰石复合材料的制备及其性能    陈杰斌;胡志彪;周云龙;张敏兴;

物理化学法处理含铜废水及铜二次资源化研究进展    胡钰倩;胡立嵩;余训民;

高炉渣处理含铜离子废水的试验研究    廖芳艳;马少健;

霉菌毒素吸附剂在肉鸡试验中的效果研究    付双喜;冯定远;

改性麦草除磷效果的研究    岳文文;王宇;高宝玉;徐秀明;许醒;

高效空分制氧吸附剂LiLSX的组成和性能评价    李宏愿;尹伟民;魏渝伟;庞玲玲;王玉峰;何连清;

乙醇体系中硅胶负载二乙烯三胺吸附剂对金属离子的吸附研究    刘筱;张盈;

砷锑酸盐在铜电解液净化中的应用    陈启元;王学文;尹周澜;张平民;

聚乙烯醇为载体的双亲LDL吸附剂的制备及吸附性能研究    刘清平;王深琪;孔德领;

吸附法FCC汽油深度脱硫吸附剂研究    韩雪莲;王刚;董群;王鉴;

多器官功能障碍综合征血液吸附剂的研究进展    李莉;潘继伦;俞耀庭;

采用吸附剂回收乙烯的研究进展    张志翔;

新型高效生物活性吸附剂问世    新华

在敬业与精业中创造奇迹    任继凯孙庆 杨艳

国产芳烃吸附剂工业化应用试验成功    张彦昌 李增杰

一种氧化铝吸附剂的制备方法    田书振

国产芳烃吸附剂工业化试验成功    彦昌 增杰

鞍钢热连轧技术首次输出 国产芳烃吸附剂打破垄断　    李呈叶 吴先明 尹其浩 邵光鹏

超强吸附剂，可吸附水中几乎全部微生物    记者 魏忠杰

智能化吸附剂开启药品研发新课题    徐铮奎

雅保将收购吸附剂科技公司    孟晶

谨防饲料防霉剂和吸附剂的“神话”    黑龙江生物科技职业学院 田培育

铁锰基吸附剂中温脱硫性能及气氛效应的研究    任秀蓉

改性壳聚糖吸附剂脱除烟气中汞的实验与机理研究    张安超

半焦负载锌锰铜吸附剂的加压浸渍法制备及其中温煤气脱硫性能的研究    郑仙荣

新型功能化吸附剂的制备及其对痕量金属离子的分离富集    张莉

固—液界面吸附中的吸附剂浓度效应研究    赵凌曦

高比表面积活性炭的制备、表征及应用    王秀芳

新型高效尿素氮及肌酐吸附剂    梁足培

汽油馏分的吸附脱硫及红外光谱研究    田福平

鼠李糖脂的菌体吸附及其对菌体表面的改性作用研究    钟华

负载型金属氧化物反应吸附模型化合物及FCC汽油中硫化物的研究    尹海燕

小麦秸秆吸附剂的制备及其对溶液中铜离子的吸附性能研究    蒲丽君

聚丙烯酰多乙烯多胺系树脂的合成及对LDL的吸附性能研究    焦银春

磷酸活化—微波热解法制备污泥吸附剂及其吸附除铬研究    杨柳

果胶修饰的磁性纳米材料吸附剂的制备及其去除重金属的研究    王喜洋

稀土吸附剂城市污水深度脱氮除磷    陈玉保

一种球形木质素金属吸附剂的研制及其应用研究    洪树楠

柱撑膨润土在饮用水处理中的应用    时小兵

高性能显象剂的研制    程相春

固定Cyanex272的桔皮纤维素类吸附剂制备及其对吸附重金属铅（Ⅱ）和镉（Ⅱ）的应用研究    陈丽华

变压吸附法脱除二氧化碳的研究    陈道远