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

湖南大学硕士学位论文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姓名：王喜洋申请学位级别：硕士专业：环境科学与工程指导教师：龚继来20120601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摘要水体重金属污染已成为全球性的环境污染问题。越来越多的国家和地区将重金属污染防治作为一项重点工作计划。重金属的废水来源很广，金属矿山、有色冶炼、钢铁、电镀、石油化工、制革、照相等行业都有重金属废水产生。去除废水中重金属离子的方法分物理法、化学法、生物法三大类以及新型复合处理方法。吸附法是物理法的一种，常因其工艺简单、运行成本低、去除效果好而一直饱受青睐。新型吸附剂的研发是吸附法的一个热门研究领域。吸附剂必须向着高效低耗方向去发展。新技术的引进和新型材料的应用是改善吸附剂最好的两条途径。本论文的主要工作是引入了磁技术与纳米技术，将天然存在的吸附能力较强的果胶与具有磁性的四氧化三铁纳米颗粒相结合生成一。种新型吸附剂，并考察了所合成的吸附剂的物化性质及其对废水中重金属离子的吸附特性。通过扫描电镜(SEM)、红外光谱(FIIR)、X射线能量色散分析(EDAX)、BET表面积测定、Zeta电位测定和磁化曲线分析对吸附剂的物化性质进行了表征。考察了接触时间，初始金属离子浓度，吸附剂用量，pH值和离子强度等因素对其吸附效果的影响。考察了吸附剂在不同的洗脱液中的脱附效果。同时考察了吸附剂的再生利用效果。从SEM图中可看出，所合成的纳米复合材料是球形的，粒径均匀。从红外光谱图中可看出，果胶成功地包覆在纳米铁四氧化三铁颗粒的表面上。从EDAX光谱图中可看出吸附剂吸附了铜离子。吸附作用机理主要是离子交换和静电引力。对铜离子的最大吸附容量达到了48．99m∥g，对锌离子的最大吸附容量可达到46．73m∥g。此外，吸附剂可以进行再生利用，效果显著。关键词：磁性；纳米复合物；果胶；吸附；铜离子JI硕士学位论文AbstractHeavymetalpollutioninwaterisofglobalenViro】1nlentalconcema11dheavymetalpollutioncontrolisconsideredasakeypointi姗anyregionsandcounmes．．ThesourcesoftheheaVymetalincludemetalmines，non—feⅡousmetalsmelting，steel，electroplating，petr01eumchemicalindustⅨleatllerm出inga11dphotographindustries．Themethodsforremovalofhea、7metalionin、vastewaterinVolVephysicalmethods，chemicalmetllods，biologicalmethodsa11dnewcompositeprocessingmemods．Amongthem，adso印tionmethod，oneofthephysicalmemods，hasattractedalotofattentionbecauseofitssimplehandling，low-cost，aIldhi曲e街ciency．Thesearchfornovelabsorbentshasbecomeahottopiconthe6eldofadsorptionmethod．Adsorbentsshouldbeofhi曲e街ciencyandlowenergyconsumption．111eintroductionsofnewtecllllolOgyaIldnewmaterialarethebest铆owaystoimproVethepropertiesofnewabsorbentS．Inthisp印er，magnetictecllllologya11dnanotechnolOgywefeintroducedtoprepareouradsorbent．Thenanocompositeadsorbentwassynthesizedwimtheironsahco—precipitationmetllodf01lowedbydirectenc印sulation埘mpectincoatingwithoutcrosslinkingwithcalciuInions．Thephysicochemicalpropertyofmepreparedadsorbentwasinvestigatedbytllescallllingelectmnmicmscopy(SEM)，in仔aredspectrome仃y(FTIR)，X-rayenergydispersiVeaIlalysis(EDAX)，BE