稻殼/秸稈功能化修飾材料及其選擇性分離鉬錸研究

【摘要】：本論文以兩種農(nóng)業(yè)廢棄物稻殼、秸稈為原材料,針對其中的有效成分——纖維素,采用多種簡單、有效的方法來對其進行化學改性和修飾,共制得了3種類型的生物質(zhì)吸附劑,進而研究了這些吸附劑對鉬、錸的吸附性能、吸附機理和鉬錸分離行為。具體研究內(nèi)容及得到的結(jié)論如下： 1、以稻殼為原材料,對其在高溫下(500,550,600,650℃)炭化,再采用NaOH進行除灰處理,得到了四種吸附劑,統(tǒng)稱為CRH。通過零點電荷的研究得出CRH的PZC值為9.12,而純稻殼的PZC值為9.52。此外,采用Boehm滴定法測定純稻殼和CRH的表面酸性官能團,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過炭化處理后的稻殼其表面酸性官能團有所增加。通過研究CRH對鉬和錸的吸附行為,發(fā)現(xiàn)CRH對Mo(Ⅵ)、 Re(Ⅶ)表現(xiàn)出一定的吸附性能,CRH主要是通過物質(zhì)表面物理吸附來完成吸附過程,這與零點電荷及反應活化能的測定結(jié)果相一致。 2、以稻殼、秸稈為原材料,經(jīng)濃硫酸酯化后,得到了兩種吸附劑分別為ORH、OCS。通過研究發(fā)現(xiàn)ORH和OCS吸附劑對鉬和錸的分離系數(shù)β值遠遠大于1,說明它們對Mo(VⅥ)均表現(xiàn)出很高的吸附選擇性,并且都有著可觀的吸附量,分別為1.25mol-Mo(Ⅵ)/kg及1.45mol-Mo(Ⅵ)/kg,它們對Mo(Ⅵ)的吸附過程符合Langmuir單分子吸附模型,其吸附Mo(Ⅵ)的活性位是ORH、OCS表面的酚羥基團。另外,通過對實際料液分離鉬、錸的動態(tài)模擬實驗,驗證了這兩種吸附劑的實際應用性,對Mo(Ⅵ)的回收率可達89%以上。 3、經(jīng)酯化后的秸稈分別用不同碳鏈長度的二甲胺、二乙胺、二正辛胺、二異辛胺胺基化后,得到了四種胺基修飾的吸附劑N-OCS,研究發(fā)現(xiàn)DNOA-OCS與其他三種吸附劑相比對鉬的吸附量最小,而對錸的吸附卻最大,這是由引入官能團的空間結(jié)構(gòu)決定的。另外,模擬工業(yè)料液的動態(tài)試驗證明,DNOA-OCS在pH=0.1時可從模擬廢液中有效分離和回收Re(Ⅶ),回收率均達到86%以上可以實現(xiàn)Mo(Ⅵ)、Re(Ⅶ)與其他其存離子的分離和回收,為今后的實際應用提供基礎數(shù)據(jù)。 【關鍵詞】：稻殼 秸稈 纖維素 鉬 錸 生物吸附
【學位授予單位】：遼寧大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：O647.33
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 圖表目錄10-13
• 引言13-21
• 0.1 研究背景13-14
• 0.2 傳統(tǒng)的鉬、錸提取方法14-17
• 0.2.1 鉬的提取方法14-15
• 0.2.2 錸的提取方法15-16
• 0.2.3 鋁、錸分離方法16-17
• 0.3 生物質(zhì)吸附劑在國內(nèi)外的研究進展17-19
• 0.3.1 生物吸附劑概述17
• 0.3.2 生物吸附劑的應用17-18
• 0.3.3 稻殼和秸稈在國內(nèi)外的研究概況18-19
• 0.3.4 生物吸附技術的前景展望19
• 0.4 本論文主要研究內(nèi)容19-21
• 第1章 實驗部分21-30
• 1.1 儀器與試劑21-22
• 1.1.1 主要儀器21
• 1.1.2 主要試劑21-22
• 1.2 鉬、錸的分析方法22-25
• 1.2.1 鉬的分析22-23
• 1.2.2 錸的分析23-25
• 1.3 吸附實驗基礎和理論25-30
• 1.3.1 吸附方法25
• 1.3.2 酸度影響實驗25-26
• 1.3.3 振蕩時間影響實驗26
• 1.3.4 吸附動力學理論26-27
• 1.3.5 吸附熱力學理論27-28
• 1.3.6 動態(tài)吸附實驗28-30
• 第2章 炭化稻殼對Mo(Ⅵ)、Re(Ⅶ)的吸附性能研究30-43
• 2.1 炭化稻殼吸附劑的制備31
• 2.1.1 稻殼炭化31
• 2.1.2 炭化稻殼除灰處理31
• 2.2 炭化稻殼吸附劑的表征31-34
• 2.2.1 紅外光譜特征31-32
• 2.2.2 零點電荷的測定32-33
• 2.2.3 表面官能團的測定33-34
• 2.3 酸度對CRH吸附行為的影響34-37
• 2.3.1 不同炭化溫度的稻殼炭在不同酸度下對Mo(Ⅵ)的吸附34-35
• 2.3.2 不同炭化溫度的稻殼炭在不同酸度下對Re(Ⅶ)的吸附35-36
• 2.3.3 其他共存離子對稻殼炭吸附影響36-37
• 2.4 振蕩時間對吸附性能的影響37
• 2.5 CRH吸附Mo(Ⅵ)、Re(Ⅶ)的動力學性質(zhì)37-39
• 2.6 CRH吸附Mo(Ⅵ)、Re(Ⅶ)的熱力學性質(zhì)39-41
• 2.7 CRH吸附Mo(Ⅵ)、Re(Ⅶ)的機理41
• 2.8 本章小結(jié)41-43
• 第3章 硫酸改性的稻殼和秸稈對Mo(Ⅵ)的吸附性能研究43-59
• 3.1 硫酸改性的稻殼和秸稈吸附劑的制備44
• 3.2 ORH和OCS的表征44-47
• 3.2.1 紅外光譜特征44-45
• 3.2.2 零點電荷的測定45-46
• 3.2.3 表面官能團的測定46-47
• 3.3 酸度對ORH和OCS吸附行為的影響47-49
• 3.4 振蕩時間對吸附性能的影響49
• 3.5 ORH、OCS吸附Mo(Ⅵ)的動力學性質(zhì)49-51
• 3.6 ORH、OCS吸附Mo(Ⅵ)的熱力學性質(zhì)51-54
• 3.7 ORH、OCS吸附Mo(Ⅵ)的機理54-56
• 3.8 動態(tài)實驗56-57
• 3.9 從含Mo(VⅥ)工業(yè)廢液中分離Mo(Ⅵ)、Re(Ⅶ)實驗57-58
• 3.10 本章小結(jié)58-59
• 第4章 胺基化秸稈吸附劑的制備及其吸附性能研究59-76
• 4.1 胺基化秸稈吸附劑的制備59-60
• 4.2 胺基化秸稈吸附劑的表征60-63
• 4.2.1 紅外光譜特征60-61
• 4.2.2 元素分析結(jié)果61
• 4.2.3 零點電荷的測定61-62
• 4.2.4 表面官能團的測定62-63
• 4.3 酸度對N-OCS吸附性能的影響63-65
• 4.4 DNOA-OCS對Mo(Ⅵ)、Re(Ⅶ)的動力學性質(zhì)65-66
• 4.5 N-OCS對Mo(Ⅵ)、Re(Ⅶ)的熱力學性質(zhì)66-70
• 4.6 N-OCS吸附Mo(Ⅵ)、Re(Ⅶ)的機理70-72
• 4.7 動態(tài)實驗72-73
• 4.8 從模擬工業(yè)廢液中分離Mo(Ⅵ)、Re(Ⅶ)實驗73-74
• 4.9 本章小結(jié)74-76
• 第5章 總結(jié)76-78
• 致謝78-79
• 參考文獻79-84
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文及參加科研情況84

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