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电子工业的迅猛发展使得重金属废水的排放量逐年增加,水质也更趋复杂。采用传统的化学沉淀法进行处理,排放水中的重金属含量仍较高,甚至不能达标排放,从而导致进入环境水体中的重金属总量越来越大。因此,采取有效的处理手段,降低电子工业排放废水中重金属浓度,同时又不产生二次污染具有重要的环境和经济效益。 本论文在课题组前期工作的基础上,完成了二硫代氨基甲酸改性淀粉(DTCS)重金属捕集剂整个合成工艺的优化,包括交联、醚化、胺化、加成等所有步骤,确定了成熟、稳定的制备工艺。在合成工艺的胺化步骤中,通过对N取代基筛选及参数的优化,确定了合适的N取代基及该取代基的最佳制备参数。采用该工艺制备了多批次产品,结果表明其性能优异、稳定性,重现性好,为下一步的性能及机理研究提供了可靠的产品保证。 论文研究了DTCS在多种不同环境条件(pH值、实验温度、反应时间、络合离子等)的水体中对Cu2+、Pb2+、Zn2+、Cd2+、Ni2+这五种重金属离子的捕集性能。首次考察了DTCS对重金属离子的饱和捕集量、对实际废水的处理效果、捕集物在水体中的稳定性及出水中残留的TOC值,确定了影响其捕集性能的主要因素,明确了合适的应用条件。 结果表明:在浓度均为1mmol·L-1的单一重金属溶液中,DTCS对铜、铅、锌、镉、镍的最大去除率均能达到99.9%以上,对五种重金属离子的最大饱和捕集量分别为1.77、1.12、0.80、0.92、0.83mmol·g-1;在浓度均为0.1mmol·L-1的含络合剂EDTA的重金属溶液中,DTCS对铜、铅、锌、镉、镍的最大去除率分别为98.04%、99.94%、96.74%、99.82%、98.82%;在浓度为124.66mg·L-1的含铜电镀废水中,DTCS对Cu2+去除率基本稳定在99.9%以上,出水浓度达到了国家一级排放标准。 论文通过扫描电镜、XRD等对合成产品及捕集物进行分析,观察到DTCS通过DTC基团与重金属离子形成的螯合物,并且讨论了DTCS捕集重金属的原理。 与小分子量有机捕集剂以及中和沉淀法相比,DTCS具有更优良的重金属