改性核桃壳对模拟氨氮及含镉废水的吸附研究

《改性核桃壳对模拟氨氮及含镉废水的吸附研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号_____________X52______________密级___________公开_______________ＵＤＣ______________________________编号______________________________硕士学位论文改性核桃壳对模拟氨氮及含镉废水的吸附研究学位申请人：杨凌焱学科专业：市政工程指导教师：鲁秀国教授答辩日期：2018.5.28独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，

2、也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名___日期__2018.5.28__关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。本人签名导师签名日期__2018.5.28_摘要改性核桃壳对模拟氨氮及含镉废水的吸附研究摘要本文首先论述了含氨氮废水以及含镉废

3、水的来源、危害以及常用的处理方法，针对该两类废水的处理，选用废弃物新疆核桃壳作为原材料，将其碾碎为特定的粒径并洗净、烘干后得到普通核桃壳吸附剂；采用一定质量分数的KMnO4溶液浸渍普通核桃壳得到高锰酸钾改性吸附剂；采用一定质量分数的乙醇溶液浸渍普通核桃壳得到乙醇改性吸附剂，研究这三种吸附剂处理低浓度氨氮及低浓度含镉废水。进行静态吸附实验，并通过实验探讨水样初始pH、吸附时间、吸附剂用量、吸附剂粒径及水样初始浓度等因素对吸附效果的影响，通过重复实施吸附实验对其重复利用率进行研究。通过现代分析技术中的扫描电子显微镜（SEM）、比表面积（BET）、红外光谱（FTIR）等方式

4、对三种吸附剂进行表面结构的表征，同时，结合吸附热力学与吸附动力学对三种吸附剂的吸附机理进行了初步探讨。吸附实验表明：（1）在有限的实验条件下，利用普通核桃壳、FeCl3改性核桃壳、ZnCl2改性核桃壳以及NaOH改性核桃壳进行氨氮废水吸附实验，实验条件为pH值取7.0，氨氮的初始浓度取10mg/L，振荡强度为220r/min，反应进行时间为120min。吸附处理结果并不明显。（2）为了进一步拓展上述制备的吸附剂的应用范围，利用三种吸附剂吸附100mL，初始浓度定为10mg/L的的含镉模拟废水实验。普通核桃壳投加量为20g/L，水样初始pH值为7.0，振荡强度为171r

5、/min，于室温下进行吸附反应，达到吸附平衡的时间为150min，对Cd（Ⅱ）的去除率达到79.81%%，最大吸附量为0.399mg/g；（2）KMnO4改性核桃壳投加量为20g/L，水样初始pH值为7.0，控制反应温度为室温，振荡强度为171r/min，于150min后达到吸附平衡，对Cd（Ⅱ）的去除率可以达到92.51%，其最大吸附量为1.644mg/g；（3）乙醇改性核桃壳投加量为20g/L，水样初始pH值同样为7.0，反应温度为室温，振荡强度为171r/min，150min后吸附平衡，对Cd（Ⅱ）的去除率可以达到93.90%，其最大吸附量为0.723mg/g。

6、由此可见改性后的核桃壳吸附剂对Cd（Ⅱ）的去除率有了大幅度提高。拟合结果显示，普通核桃壳及乙醇改性核桃壳上对Cd（Ⅱ）的吸附行为可以被Freundlich吸附等温方程更好地描述，Langmuir吸附等温方程能恰当地描述Cd（Ⅱ）在KMnO4改性核桃壳上的吸附行为，拟合最大吸附量分别为0.399mg/g、1.644mg/g、0.723mg/g，与实验数值相接近。拟二级动力学方程与普通核桃壳及乙醇改性核桃壳的I摘要吸附行为能很好地契合，而KMnO4改性核桃壳上的吸附行为则更能与颗粒内扩散方程拟合，相关系数分别为0.9037、0.9607和0.9721，拟合效果较好，说明吸

7、附剂对Cd（Ⅱ）的吸附过程是以化学吸附为主控步骤。表征结果显示，三种核桃壳吸附剂的孔径分布范围均较宽，孔隙结构发达，但经过KMnO4改性及乙醇改性后，比表面积有了较大幅度的提升。红外光谱分析中，普通核桃壳、KMnO4改性核桃壳及乙醇改性核桃壳均能表现出的特征官能团有C=O、C-H、O-H、C-O、N-H、C-O-C，这些官能团参与了吸附反应过程的进行。解析实验表明，采用合适的解析剂对两种改性核桃壳进行解析再生，其重复利用效果较好，验证了两种改性核桃壳均能作为理想的新型吸附材料。为了能更充分地利用两种改性核桃壳，应当将其解析再生次数控制在各自规定的次数