改性凹凸棒石和TEOS-APTES-PVP納米纖維制備及對水體重金屬吸附研究.pdf

1、目前，重金屬離子肆意排放造成水源污染屢見不鮮，尋找科學有效的解決重金屬問題的技術已經迫在眉睫。雖然處理重金屬廢水技術眾多，但吸附法因高效，操作簡單等優(yōu)點被廣泛應用。吸附劑對去除效果起到至關重要的作用。本文主要研究了ATP和納米纖維對Pb(II)和Cd(II)吸附性能。具體實驗內容如下：
　　1.改性ATP對廢水中Pb(II)和Cd(II)的吸附研究
　　對天然ATP用鹽酸提純處理，3-氨丙基乙氧基硅烷為改性劑，成功地合成改性

2、ATP，主要采用SEM、XRD、BET、FTIR和TGA對改性前后ATP的物理形貌和化學組成進行測試分析，結果顯示改性ATP比表面積增大，呈介孔結構，表面含有-OH、-NH2等官能團；
　　此外研究其對水溶液中Pb(II)和Cd(II)的去除效果。通過單因素靜態(tài)實驗,考察吸附劑用量、吸附時間、溫度、離子初始濃度、pH值等因素；同時還研究其脫附再生和等溫吸附模型和吸附動力學模型；另外還研究了Pb(II)和Cd(II)雙組分體系的競爭

3、行為，結果如下：
　?。?）改性ATP對Pb(II)和Cd(II)的吸附實驗結果表明在溫度308 K下對Pb(II)和Cd(II)的最大平衡吸附量為241.42 mg·g-1和87.72 mg·g-1；等溫吸附數據模擬表明改性ATP對Pb(II)和Cd(II)的吸附行為符合Langmuir等溫吸附方程。改性ATP對水溶液Pb(II)和Cd(II)的吸附行為滿足準二級動力學方程和Elovich動力學方程，說明該吸附含有化學吸附和離子

4、交換。
　?。?）對Pb(II)和Cd(II)混合體系的吸附結果研究發(fā)現，改性ATP在雙組分混合體系對離子的吸附量均小于對各自單體系離子的吸附量；改性ATP與Pb(II)和Cd(II)親和力大小為：Pb(II)>Cd(II)。
　　（3）解吸再生實驗表明，1 mol·L-1EDTA對Pb(II)和Cd(II)的解吸效果明顯優(yōu)于HCl，NaOH解吸液，經過3次循環(huán)再生后，對Pb(II)再生率為50.23％，Cd(II)的再生率

5、為70.42%。
　　2.TEOS/APTES/PVP納米纖維對廢水中Pb(II)和Cd(II)的吸附性能研究
　　以正硅酸乙酯（TEOS）為前軀體，3-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）為改性劑，將溶膠-凝膠技術和靜電紡絲技術結合成功地合成TEOS/APTES/PVP納米纖維。傅里葉紅外光譜（FT-IR）以及掃描電子顯微鏡（SEM）對納米纖維形貌結構和化學組成進行表征，表征顯示納米纖維表面光滑，無液滴或串珠、直徑分布均勻、表

6、面含有-NH2，Si-O-Si等官能團。
　　另外考察吸附時間、吸附溫度、吸附劑用量、離子初始濃度和溶液pH對納米纖維吸附廢水中Pb(II)和Cd(II)影響。在308 K下納米纖維對Pb(II)和Cd(II)的飽和吸附量分別為258.21 mg·g-1和168.52 mg·g-1。等溫吸附結果表明納米纖維對Pb(II)和Cd(II)的吸附過程滿足Langmuir吸附模型。動力學結果分析表明，納米纖維對水溶液Pb(II)和Cd(I