小麦秸秆生物吸附剂的制备及其对镉离子吸附的研究

【摘要】：本文以小麦秸秆为原料，制备了三种重金属离子生物吸附剂：原状小麦秸秆吸附剂（WS）、ZnCl_(2~-)微波改性小麦秸秆吸附剂（ZWS）和乙醇-NaOH改性小麦秸秆吸附剂（AWS），并将它们用于吸附去除水中的镉离子。采用扫描电镜和红外光谱分析对制备好的吸附剂进行了结构表征，通过振荡吸附实验探讨了吸附剂投加量、溶液初始pH值、吸附时间、温度和镉离子浓度对吸附的影响，研究了三种吸附剂对镉离子的吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学参数，并查明了以HCl为解吸剂解吸再生三种吸附剂的效果。 对三种小麦秸秆生物吸附剂的表征研究结果表明：WS的表面结构粗糙，并存在许多可以用于吸附的官能团，显示原状小麦秸秆具有一定的吸附重金属离子的潜力；改性后的产物ZWS和AWS不但较WS有更大的比表面积，并且其羟基、羰基等官能团也发生了不同程度的变化，这些都使得这两种改性吸附剂对重金属离子的吸附能力增强。 振荡吸附实验结果表明：随吸附剂投加量的增加，WS、ZWS和AWS对Cd~(2+)的去除率逐渐增大而吸附量逐渐减小，其最佳投加量分别为6g/L、4g/L、6g/L；溶液初始pH值对WS、ZWS和AWS吸附Cd~(2+)的效果有显著影响，最适初始pH值分别为7.0、6.0和5.0~7.0。在293K到313K范围内，三种吸附剂对Cd~(2+)的吸附量随温度升高而增大，其热力学参数说明它们对Cd~(2+)的吸附过程均为自发、熵增的吸热过程；在实验的浓度范围内，三种吸附剂对Cd~(2+)的吸附量随溶液Cd~(2+)浓度升高而增大，直至达到饱和。 吸附动力学研究结果表明：WS对Cd~(2+)的吸附仅符合准二级动力学模，吸附60min即可达到平衡；ZWS对Cd~(2+)的吸附符合准一级动力学模型和准二级动力学模型，吸附在120min左右达到平衡；AWS对Cd~(2+)的吸附符合准一级动力学模型和准二级动力学模型，且准二级动力学模型的拟合效果更佳，吸附在45min内便达到平衡。 吸附等温线研究结果表明：WS对Cd~(2+)的吸附符合Langmuir和Freudlich模型，并且Langmuir模型的拟合结果更佳，三种温度下（293K、303K、313K）的饱和吸附量分别为16.393、17.544和17.857mg/L；ZWS对Cd~(2+)的吸附仅符合Langmuir模型，三种温度下的饱和吸附量分别为62.500、64.935和67.568mg/L，较WS分别提高了281.3%、270.1%和278.4%；AWS对Cd~(2+)的吸附仅符合Langmuir模型，三种温度下的饱和吸附量分别为20.000、20.833和21.739mg/L，相对于WS分别提高了22.0%、18.7%和21.7%。 吸附剂再生实验结果表明：吸附了Cd~(2+)的WS、ZWS和AWS可以用0.1mol/L HCl解吸再生，解吸率均大于95%；解吸再生后三种生物吸附剂的吸附性能均有所下降，下降幅度顺序为：WS＞ZWS＞AWS。 【关键词】：小麦秸 生物吸附 改性 镉离子
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X703
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 文献综述11-26
• 1.1 镉的来源与危害11-13
• 1.1.1 镉的来源与形态11-12
• 1.1.2 镉的危害12-13
• 1.2 重金属废水处理技术13-16
• 1.2.1 化学法13-14
• 1.2.2 物理化学法14-15
• 1.2.3 生物法15-16
• 1.3 生物吸附剂的研究进展16-21
• 1.3.1 生物吸附剂16-19
• 1.3.2 吸附机理19-20
• 1.3.3 主要的影响因素20-21
• 1.4 农作物秸秆的化学组成与性质21-22
• 1.5 农作物秸秆的资源化利用现状22-24
• 1.5.1 用作土壤有机肥料22-23
• 1.5.2 用作牲畜饲料23
• 1.5.3 用作新型能源23
• 1.5.4 其它用途23-24
• 1.6 本研究的意义与内容24-26
• 1.6.1 本研究的意义24-25
• 1.6.2 本研究的内容25-26
• 第二章 实验材料与方法26-31
• 2.1 实验材料与仪器26
• 2.1.1 实验原料26
• 2.1.2 实验试剂26
• 2.1.3 实验仪器26
• 2.2 实验方法26-31
• 2.2.1 改性小麦秸秆吸附剂的制备方法26-27
• 2.2.2 吸附实验方法27-28
• 2.2.3 产物的扫描电镜（SEM）与红外光谱（FTIR）表征方法28
• 2.2.4 数据分析方法28-31
• 第三章 小麦秸秆吸附镉离子的研究31-40
• 3.1 引言31
• 3.2 小麦秸秆的 SEM 与 FTIR 表征31-32
• 3.3 结果与分析32-39
• 3.3.1 吸附剂投加量的影响32-33
• 3.3.2 溶液初始 pH 值的影响33
• 3.3.3 吸附动力学33-35
• 3.3.4 吸附等温线35-37
• 3.3.5 热力学参数37-38
• 3.3.6 吸附剂再生实验38-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 ZnCl_(2~-)微波改性小麦秸秆吸附镉离子的研究40-49
• 4.1 引言40
• 4.2 ZnCl2-微波改性小麦秸秆40-42
• 4.2.1 改性原理40
• 4.2.2 产物的 SEM 与 FTIR 表征40-42
• 4.3 结果与分析42-47
• 4.3.1 吸附剂投加量的影响42
• 4.3.2 溶液初始 pH 值的影响42-43
• 4.3.3 吸附动力学43-45
• 4.3.4 吸附等温线45-46
• 4.3.5 热力学参数46-47
• 4.3.6 吸附剂再生实验47
• 4.4 本章小结47-49
• 第五章 乙醇-NaOH 改性小麦秸秆吸附镉离子的研究49-58
• 5.1 引言49
• 5.2 乙醇-NaOH 改性小麦秸秆49-51
• 5.2.1 改性原理49
• 5.2.2 产物的 SEM 与 FTIR 表征49-51
• 5.3 结果与分析51-57
• 5.3.1 吸附剂投加量的影响51-52
• 5.3.2 溶液初始 pH 值的影响52
• 5.3.3 吸附动力学52-54
• 5.3.4 吸附等温线54-56
• 5.3.5 热力学参数56-57
• 5.3.6 吸附剂再生实验57
• 5.4 本章小结57-58
• 第六章 结论58-60
• 参考文献60-66
• 致谢66-67
• 作者简介67

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

氯化镉对人全血细胞程序外DNA合成的影响    俞萍,唐玲芳

镉对人体健康的危害效应及其机理研究进展    黄秋婵;韦友欢;黎晓峰;

啤酒酵母菌对汞离子(Ⅱ)的生物吸附    朱一民,周东琴,魏德州

用蛇纹石处理含铜废水的研究    杨智宽

重金属废水处理技术研究现状与发展趋势    刘有才,钟宏,刘洪萍

ZnCl_2活化茄子秸秆制备活性炭及表征    马承愚;熊慧珍;宋新山;

低成本吸附剂稻壳灰对Cr(Ⅵ)去除机制的谱学表征    范春辉;张颖超;张颖;韩雪;Benny Chefetz;

环境镉污染的健康效应    孔庆瑚,汪再娟,庄昉成,吴南翔,杨寅楣,金锋,施鹭明,金泰廙,叶葶葶,吴训伟

镉与尿路结石    李怀富;

改性玉米秸秆对Cu~(2+)废水的吸附    刘江国;陈玉成;李杰霞;刘波;蒋小丽;

橘子皮化学改性及其对重金属离子吸附行为的研究    冯宁川

小麦秸秆吸附剂的制备及其对溶液中铜离子的吸附性能研究    蒲丽君

用于重金属离子吸附的生物吸附剂的初步研究    朱波

小麦秸秆对硝基苯和苯胺吸附效果研究    王娟

橘子皮生物吸附剂化学改性合成及其对重金属离子吸附研究    梁莎

氯化镉对小鼠睾丸指数及其线粒体ATPase6、D-Loop基因突变的影响    楼哲丰;管敏强;陈忠义;曹琼洁;阮冬芬;金龙金;

普通小麦镉吸收基因Cdu1组成的功能标记检测    张乐;陈为序;董慧;陈桂玲;余利;李兴锋;

含锡、镍、铜、锌离子废水的处理    王佑荣;蔡文举;徐玉福;胡献国;

镉对植物毒害与植物耐镉机理研究进展    熊愈辉;杨肖娥;

农药在环境中的水解研究进展    郑立庆;刘国光;孙德智;姚琨;

水生植物净化受污染水体研究进展    刘松岩;何涛;周本翔;

我国蔬菜生产中的主要污染问题及防治对策    杨和连;张百俊;

镉对人体健康的危害效应及其机理研究进展    黄秋婵;韦友欢;黎晓峰;

马占相思的综合利用    陈丛瑾;韦龙宾;

沉积物中重金属释放规律研究    杨丽莉;张登峰;曾向东;

玉米秸秆在人工瘤胃反应器中的厌氧转化    岳正波;胡真虎;俞汉青;

秸秆、蓝藻和餐厨废弃物等生物质资源化利用的进展与探讨    翟志军;李俊;陈祥松;吴金勇;姚建铭;

电镀废水治理工程改造实例    谌清华;葛建新;

浅析水体中重金属污染现状及治理技术    董蕊妮;李少佩;李国庆;

长沙地区低碳农业发展的几点思考    蔡立湘;纪雄辉;彭新德;李明德;倪笑;

选用特种分离膜技术高倍回用电镀废水工程案例简介    潘文刚;张水水;宋汉民;

膜组合技术高倍回收电镀废水资源    潘文刚;张水水;宋汉民;

地下水中多环芳烃迁移转化研究进展    席北斗;韦尚正;姜永海;于会彬;赵磊;

秸秆揉碎加工机械及工艺的试验研究    李林;张庆旭;赵满全;赵振国;

青贮饲料收获机关键部件设计与应用研究    赵满全;韩宝生;佘大庆;刘伟峰;刘汉涛;陈铁英;

蘸粘式光纤液体分析技术研究    周爱

磺化聚醚砜纳滤膜荷电机理的动电法分析及其截留性能预测    马准

喷雾药液在靶标植株上的沉积与润湿研究    陆军

美洲商陆镉吸收和耐性机理研究    傅晓萍

铁矿石—微生物协同去除水中Cr（VI）的研究    王倩

钒氧化物纳米管的表面修饰与气敏特性研究    金伟

银杏黄酮纯化及生物活性的研究    张静

模拟酸雨对6种城市绿化植物生理生态学特性的影响    付晓萍

蛭石—水溶液体系中锌、镉离子吸附特性与离子吸附理论    赵芳

生态高值农业技术创新模式研究    李林杰

日粮中不同锡水平对肉鸡生长性能和健康的影响    翟钦辉

湖北省双孢蘑菇重金属残留量及其污染源初步研究    胡时荣

纳米硅胶表面分子印记聚合物的制备及其在毒死蜱农药残留检测中的应用    陆庆

我国高职院校融资问题研究    马志峰

改性茶叶对工业废水的吸附性能研究    黄江胜

污染场地有机污染物迁移转化规律及其含水层系统天然净化能力研究    曹红

苯系物的新型吸收剂制备及性能研究    刘英

PTFE微孔膜物理亲水改性研究    刘鸣

水刺非织造材料工艺参数与其保湿性之间的关系研究    张锐

埃洛石改性及其对废水中重金属离子的吸附研究    王今华

氯化镉对人全血细胞程序外DNA合成的影响    俞萍,唐玲芳

含镉废水处理技术现状及发展    邱廷省,成先雄,郝志伟,罗仙平

矿物材料在重金属废水处理中的应用    羊依金;张雪乔;邹长武;

花生壳粉吸附模拟废水中Cd~(2+)·Pb~(2+)的研究    谷亚昕;

改性膨润土对废水中Cu~(2+)、Zn~(2+)去除效果的研究    罗成玉;司友斌;刘小红;朱正中;

微波辐射烟杆氯化锌法制造活性炭工艺    张利波,彭金辉,张世敏,范兴祥,郭胜惠

水合氧化铈吸附水中磷酸根特性的研究    刘丽莉;景有海;欧阳通;

重金属废水的生物吸附研究进展    杨凤;吴云海;

处理重金属废水技术的研究进展    于萍;任月明;张密林;

中国发展生物质能源的战略措施思考    徐会珂;殷效彩;李悦;张建伟;

褐腐菌生物吸附剂去除水体重金属的应用基础研究    陈桂秋

利用农业秸秆制备阴离子吸附剂及其性能的研究    王宇

藻体对水环境中N、P及重金属Cu~（2+）、Pb~（2+）、Cd~（2+）、Cr~（6+）的吸附特征研究    邓莉萍

秸秆螺旋挤压成形颗粒饲料的试验研究    崔玉洁

稻壳纤维素衍生物的合成及其应用研究    张军平

生物质燃料致密成型参数的研究    李美华

生物吸附剂桔子皮的制备及对重金属Pb～（2+）、Cu～（2+）的吸附研究    玄哲仙

桔皮纤维素生物吸附剂的制备及其对重金属的吸附研究    李小敏

三裂叶豚草生物吸附剂对含Cu～（2+）污水处理研究    胡茂盛

用于重金属离子吸附的生物吸附剂的初步研究    朱波

新型生物吸附剂豆渣对水中Cd~（2+）和Zn~（2+）的吸附    李莲

小麦秸秆熔融固化产物对硝基苯废水的吸附效果研究    陈哲

啤酒酵母在处理含镉工业废水中的应用研究    刘振扬;刘超;

废啤酒酵母吸附镉离子的特性探讨    刘振扬;刘超;

固定化啤酒酵母制剂去除水中重金属离子    浦剑;李莹;孙红文;孙菁;唐宗;

啤酒酵母吸附重金属离子镉的研究    李志东;宋旭鹭;梁伟;张洪林;蒋林时;邱峰;

霉菌吸附重金属离子的研究进展    姜烛;张宝善;胡海霞;

生物吸附剂对废水重金属污染物的吸附过程和影响因子研究进展    蔡佳亮;黄艺;郑维爽;

食用菌菌糠对重金属离子的吸附性    孙玉寒;周飞;王钦钦;任芸芸;

藻类在含重金属废水处理中的应用    李琛;

东京根霉对水中重金属离子铜、镍吸附的研究    张建梅,钮因安,孙林娟,陆新序

蓝藻对重金属的生物吸附研究进展    陈思嘉;郑文杰;杨芳;

处理含Cu2+废水的生物吸附剂的研究    陈坚;郑展望;任洪强;

水绵粉、金鱼藻粉、伊乐藻粉和苦草粉对水体重金属镉离子的生物修复效果    易冕;

聚苯乙烯三乙醇胺树脂对镉离子的吸附    易丽;

新型镉离子荧光传感器的设计合成及在细胞成像中的应用    牛丽亚;杨清正;

鲤鱼镉离子耐受相关基因组DNA甲基化序列的寻找    曹哲明;杨健;

橘子皮化学改性及其对Cu(Ⅱ)离子的吸附性能    冯宁川;郭学益;梁莎;田庆华;

改性玉米秸秆对酸性矿山废水中镉离子的吸附研究    郑刘春;党志;易筱筠;

粘红酵母对铀吸附机理初步研究    白静;张丽娜;范芳丽;林茂盛;丁华杰;秦芝;

羟基磷灰石的形貌特征对镉离子吸附性能的影响    石和彬;钟宏;刘羽;胥焕岩;厉红兵;邹晓菲;

啤酒废酵母对水中亚甲蓝的吸附性能研究    余兰梅;邱奎;刘卉;吴跃敏;吴桂萍;

“超级沙”可高效吸附水中重金属离子    刘霞

快速测水中重金属离子    记者 宗文雯

重金属离子检测不容忽视    曹明明

不惜重金“治污水”    王继成

金川集团污水处理站扩能改造工程实现双过半    史红霞

植物修复：神奇的土壤“改良术”    杭春燕

电镀业让人欢喜让人忧    

几种污水处理的材质    菏泽学院化学化工系 黄英雄

湖南大学解决重金属废水重复利用难题    李璀

饮茶不要“养茶山”    欣欣

橘子皮化学改性及其对重金属离子吸附行为的研究    冯宁川

黑藻生物吸附剂吸附水体中重金属离子的研究    黄灵芝

微生物及其表面修饰材料吸附分离金属污染物行为和机理研究    欧红香

废麦糟生物吸附剂深度净化水体中砷、镉的研究    陈云嫩

白腐真菌培养废弃物吸附阳离子染料的研究    周崎

电生物复合吸附塔处理重金属离子的研究及数学模拟    刘丽艳

含铬重金属废水微生物处理技术与机理研究    李会东

腈纶基离子交换及变色纤维研究    张连海

镉污染对放线菌生物活性和种群结构的影响及镉生物吸附研究    袁海平

西藏地热区微生物对铯的吸附及其对铯硅华成矿的贡献    王海雷

小麦秸秆生物吸附剂的制备及其对镉离子吸附的研究    刘恒博

化学改性柿子生物吸附剂及其对重金属离子吸附研究    肖彩梅

非活体藻类生物吸附及海带生物吸附剂的初步研究    李靖

表面活性剂对简青霉去除水体中镉离子的影响及机理探讨    姜丽丽

橘子皮生物吸附剂化学改性合成及其对重金属离子吸附研究    梁莎

秸秆类生物吸附剂的制备及其对溶液中六价铬的吸附性能研究    梁丽萍

淡水鱼鱼鳞生物吸附剂的吸附性能及其机理研究    熊进

生物吸附剂对地下水中铁锰的吸附特性研究    郑茹

改性生物吸附剂的制备及其对重金属离子吸附性能的研究    祁彩菊

重金属耐受菌的分离及吸附铅的研究    苏艳蓉