论文部分内容阅读
环境中重金属的污染及危害形势日益严峻,在国内外众多去除重金属的方法中,吸附法应用最为广泛。二硫代氨基甲酸盐(DTCS)类重金属捕集剂螯合吸附重金属的能力较强,但其价格高、不绿色环保的缺点不容忽视。淀粉因价廉易得、再生性及可生物降解性好等优点,其改性产物被广泛应用于重金属的吸附处理中。糯米淀粉与其他淀粉相比,支链淀粉含量较高且具有分子量大等特征,理论上改性后更易吸附重金属离子。本文简述了重金属的典型代表Pb(Ⅱ)的污染危害,重点探究了 DTC改性糯米淀粉的制备并将其用于螯合吸附水中Pb(Ⅱ),随后拓展了其去除垃圾焚烧飞灰中Pb(Ⅱ)的应用。1)将市购天然糯米运用碱溶解法初步提纯为糯米淀粉之后,再经交联、醚化、胺化以及亲核加成制备出DTC改性糯米淀粉,在整个制备过程中,通过检测不同阶段产物的性能指标确定和优化最佳制备条件。2)在室温下,采用单因素实验确定了 DTC改性糯米淀粉螯合吸附水中Pb(Ⅱ)的最佳条件及效果。结果表明:室温下,在50 mLPb(Ⅱ)的原始浓度=30 mg/L的溶液中,DTC改性糯米淀粉的投加量=0.10 g,最佳吸附pH=7.0,吸附平衡时间=30 min,达到最大饱和吸附量14.99 mg/g,Pb(Ⅱ)的螯合吸附去除率达到99.9%。3)采用一级、二级吸附动力学以及颗粒扩散模型对DTC改性糯米淀粉螯合吸附水中Pb(Ⅱ)进行吸附研究。结果表明:DTC改性糯米淀粉螯合吸附水中Pb(Ⅱ)的过程化学吸附为主,与准二级吸附动力学模型(R2=0.9998)较为符合。4)采用Langumir、Freundlich以及Tempkin吸附等温模型对DTC改性糯米淀粉螯合吸附水中Pb(Ⅱ)进行吸附研究。结果表明:DTC改性糯米淀粉螯合吸附水中Pb(Ⅱ)的过程属于单分子层与表面非均质两种吸附共同存在的有利吸附,且其与Freundlich吸附等温模型(R2=0.9801)较为符合。5)利用Design-Expert.V8.0.6.1对DTC改性糯米淀粉螯合吸附水中Pb(Ⅱ)的过程进行多因素的响应曲面模型拟合分析,预测得出理论最佳吸附条件:室温下,在Pb(Ⅱ)的原始浓度=24.23 mg/L的50 mL溶液中,DTC改性糯米淀粉的投加量=0.09 g,pH=7.43,反应时间=24.47min,Pb(Ⅱ)的螯合吸附去除率理论上接近100%。6)实验证明,DTC改性糯米淀粉有望被应用于去除垃圾焚烧飞灰中Pb(Ⅱ)。安徽某处垃圾焚烧飞灰经4次水洗后Pb(Ⅱ)浸出浓度(0.2 mg/L)远低于原始飞灰浸出浓度(56.00 mg/L),可以满足国家安全填埋垃圾焚烧飞灰的标准(0.25 mg/L);从飞灰洗脱至水相的Pb(Ⅱ)在适当条件下经DTC改性糯米淀粉吸附处理后,去除率接近100%,可达标排放。