小麥秸稈對溶液中鉛、鎘離子吸附性能的研究

【摘要】：本論文選用農(nóng)業(yè)小麥秸稈作為原材料制成原狀吸附劑,通過其對溶液中鉛、鎘離子吸附效果的研究,探究其吸附重金屬能力和原理。對原狀小麥秸稈進行靜態(tài)和動態(tài)吸附實驗,探討多種外源因素對吸附效果的影響,通過動力學模型和熱力學模型對鉛、鎘離子吸附性能進行計算和分析,為秸稈這類農(nóng)業(yè)廢棄物投入到治理重金屬污染提供一定科學依據(jù)。主要研究成果討論如下： 在利用原狀小麥吸附鉛、鎘離子靜態(tài)實驗的過程中,主要考慮了小麥粒徑、投加量、初始溶液濃度、pH、吸附時間和溫度的影響。在本論文靜態(tài)實驗中,pH對兩種金屬的吸附效果影響最大,選取顆粒粒徑為0.15-0.2mm,投加量(g)為0.2g,pH為2-4之間,反應溫度為25℃,溶液濃度為300mg/L作為最適合的反應條件。結(jié)合FTIR譜圖和SEM結(jié)果推斷出小麥秸稈對Pb2+、Cd2+有化學吸附過程。在所選用的吸附動力學模型中,準二級動力學模型最適合小麥秸稈吸附Pb、Cd,吸附過程由膜擴散和內(nèi)擴散聯(lián)合控制。吸附熱力學中,吸附等溫線很好的符合Langmuir方程和Freundlich模型,有利于吸附的進行。對于化學改性的秸稈,兩種離子的吸附效果都比原狀小麥秸稈有所提高。 在利用原狀小麥吸附鉛、鎘離子動態(tài)實驗的過程中,考慮流量和濃度的影響。在固定濃度、不同流速和固定流速、濃度升高下,Pb2+比Cd2+達到穿透點需更長時間,且同一時刻Pb2+流出濃度較Cd2+低,說明小麥秸稈對Pb2+的吸附效果比Cd2+好。在本論文動態(tài)實驗中,選取6mL/min和30mg/L作為理想流速和濃度。根據(jù)動態(tài)吸附模型計算,流量對穿透時間影響更大。 等濃度Pb2+、Cd2+混合液競爭吸附的情況下,無論是靜態(tài)還是動態(tài)吸附,都較單一離子吸附強度相比都有下降,Pb2+較Cd2+更易被吸附,更具競爭優(yōu)勢。 【關鍵詞】：小麥秸稈 Pb~(2+) Cd~(2+) 靜態(tài)吸附 動態(tài)吸附
【學位授予單位】：西北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：O647.3;X703
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-16
• 1.1 研究背景7
• 1.2 鉛鎘廢水的來源與危害7-8
• 1.3 鉛鎘廢水處理現(xiàn)狀8-11
• 1.3.1 化學沉淀法8
• 1.3.2 電解法8-9
• 1.3.3 離子交換法9
• 1.3.4 吸附法9-10
• 1.3.5 膜分離法10
• 1.3.6 生物法10-11
• 1.4 國內(nèi)外農(nóng)作物秸稈的研究現(xiàn)狀11-14
• 1.4.1 秸稈的元素組成和化學結(jié)構11-13
• 1.4.2 農(nóng)作物秸稈用作能源13
• 1.4.3 農(nóng)作物秸稈還田13
• 1.4.4 農(nóng)作物秸稈用作材料13-14
• 1.4.5 農(nóng)作物秸稈用作吸附劑14
• 1.5 本研究的內(nèi)容與技術路線14-16
• 1.5.1 研究內(nèi)容14-15
• 1.5.2 技術路線15-16
• 第二章 實驗材料、儀器與方法16-23
• 2.1 實驗材料16-17
• 2.1.1 實驗試劑與儀器16
• 2.1.2 實驗儀器16-17
• 2.2 實驗原理17
• 2.3 實驗方法與計算模型17-23
• 2.3.1 實驗準備階段17-18
• 2.3.2 吸附模型18-23
• 第三章 秸稈對Pb、Cd靜態(tài)吸附性能分析23-37
• 3.1 秸稈吸附水中Pb、Cd的影響因素23-30
• 3.1.1 粒徑對Pb、Cd去除效果的影響23-24
• 3.1.2 投加量對Pb、Cd吸附效果的影響24-25
• 3.1.3 溶液初始Pb、Cd濃度對吸附效果的影響25-26
• 3.1.4 pH值對Pb、Cd吸附效果的影響26-28
• 3.1.5 吸附時間對Pb、Cd吸附效果的影響28-29
• 3.1.6 溫度對Pb、Cd吸附效果的影響29-30
• 3.2 秸稈對Pb、Cd的吸附動力學研究30-32
• 3.3 秸稈對Pb、Cd的吸附熱力學研究32-33
• 3.4 分析檢驗和產(chǎn)物表征33-35
• 3.4.1 傅里葉紅外分析33-34
• 3.4.2 掃描電鏡34-35
• 3.5 化學改性對小麥秸稈的吸附影響35-36
• 3.6 本章小結(jié)36-37
• 第四章 秸稈對Pb、Cd動態(tài)吸附性能研究37-43
• 4.1 動態(tài)實驗過程37-38
• 4.2 實驗結(jié)果與分析38-41
• 4.2.1 不同流速對吸附能力的影響38-40
• 4.2.2 不同濃度對吸附效果的影響40-41
• 4.3 本章小結(jié)41-43
• 第五章 秸稈對不同濃度Pb、Cd混合液吸附性能研究43-46
• 5.1 不同濃度鉛鎘混合液靜態(tài)吸附43
• 5.2 不同濃度鉛鎘混合液動態(tài)吸附43-46
• 結(jié)論與展望46-48
• 參考文獻48-56
• 攻讀碩士學位期間取得的科研成果56-57
• 致謝57

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