改性花生壳吸附剂的制备及对Pb2-的吸附性能研究论文.doc

2013年度本科生毕业论文 改性花生壳吸附剂的制备及对Pb2+的吸附性能研究院 系： 理学院-化学系 专 业： 化 学 年 级： 20XX级 学生姓名： 学 号： 导师及职称： 201X年X月2013Annual Graduation Thesis (Project) of the College UndergraduatePreparation of Modified Peanut Shells Adsorbent and Study on the Adsorption Properties of Pb2+ Department: College of ScienceMajor: ChemistryGrade: 20XXStudents Name: XXXXXStudent No.: Tutor: Finished by XX, 201X毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 毕业论文授权使用说明本论文（设计）作者完全了解红河学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。   作者签名： 指导教师签名：日期： 日期： 蒲东 毕业论文答辩委员会(答辩小组)成员名单姓名职称单位备注XXX讲师红河学院X学院主席（组长）XXX教授红河学院X学院XXXXXX讲师红河学院X学院XXXXXX讲师红河学院X学院XXX红河学院本科毕业论文（设计）摘要纤维素对于重金属离子具有一定的吸附能力，花生壳中含有大量的纤维素，实验以此为根据，用NaOH对花生壳作预处理，CS2对其作改性处理，研究改性花生壳对Pb2+的吸附性能。本实验主要通过控制改变重金属离子初始浓度，吸附温度，吸附时间，吸附剂的用量，pH等方面的影响因素，对比分析得出改性花生壳达到最佳吸附性能的条件和最佳吸附性能。实验发现，在pH=7，60的条件下，加入0.8000g的改性花生壳吸附剂对50mL初始浓度为50mg/L的Pb2+溶液吸附90min时，效果最佳，达到最佳吸附条件时的平衡吸附率为97.13%，吸附容量为3.02mg/g。关键词：花生壳；改性；吸附；Pb2+ABSTRACTCellulose has certain adsorption capacities for heavy metal ions, peanut shell contains a lot of cellulose, the experiment on the basis of this, the pretreatment of peanut shell by means of NaOH, CS2 on the modification, modification of peanut shell adsorption properties for Pb2+.This experiment mainly controlled by varying the initial concentration of heavy metal ions, adsorption temperature, adsorption time, adsorbent dosage, the influence factors of the pH, the modified peanut shell to achieve the best adsorption condition and the optimal adsorption performance comparison and analysis.Experiments show that, in the pH=7, 60, the best effect of adding 0.8000g modified peanut shell adsorbent for 50mL initial concentration of Pb2+ solution by adsorption on 90min 50mg/L, the equilibrium adsorption efficiency, achieve the best adsorption condition was 97.13%, the adsorption capacity of 3.02mg/g.Keywords: Peanut Shell; Modified ;Adsorption; Pb2+目 录1 前言11.1 重金属的污染及铅的危害11.2 重金属污染的常用治理方法11.3 改性纤维素离子吸附剂的研究现状21.4 纤维素吸附剂的制备方法31.5 本实验的研究意义52 实验部分72.1 实验材料72.1.1 试剂72.1.2 主要仪器72.2 改性花生壳离子吸附剂的制备82.2.1 实验原理82.2.2 实验路线82.2.3 实验步骤92.2.4改性花生壳离子吸附剂对Pb2+的吸附实验103 结果分析123.1改性花生壳离子吸附剂的制备条件的优化123.1.1 浸泡时间123.1.2 NaOH浓度123.1.3 小结123.2 改性花生壳离子吸附剂对Pb2+的吸附实验123.2.1 重金属离子初始浓度对结果的影响123.2.2 吸附温度对结果的影响133.2.3 吸附时间对结果的影响143.2.4 吸附剂用量对实验结果的影响153.2.5 PH对实验结果的影响163.2.6 小结164 结论与展望18参考文献19致谢21红河学院本科毕业论文（设计）1 前言1.1 重金属的污染及铅的危害在众多重金属中，有不少是人体不可缺少的微量元素，但与此同时，在社会经济发展的今天，“三废”的任意排放也给人类带来了健康的危机。目前，重金属离子污染的主要来源是来自于造纸、印刷、化工生产、农药等方面。仅在2009年这一年的时间，中国环保部门就统计接报了12起的重金属污染事件，总计导致了4035人铅含量的超标，以及182人镉含量的超标。在现如今，重金属的污染已经成为了世界级的问题，对其的治理和防护也随之成为一个热点问题。而铅是人体所需微量元素中惟一的不需要，它是一种不能被微生物降解的稳定重金属污染物，而且在环境中可以长期积累。据了解，接触到铅的人群，长期在体内积累的铅元素能够抑制血细胞的形成，从而致使人体智力的下降，工作成绩、学习情绪低落。微量的铅元素还能通过流动的血液随之进入人的脑组织，进而破坏人的小脑和大脑皮层，扰乱细胞的代谢活动，让氧气及营养物质供应不足，从而引发人体大脑的小毛细血管的内皮层上细胞的肿胀，最终恶化为弥漫性的脑损伤。铅元素的中毒对于儿童的危害更加的厉害，儿童的体质对与铅元素的吸收较之成年人相比要高出好几倍的含量。当儿童血液中铅含量达到60ug/mL时，就会引发智力的障碍。1.2 重金属污染的常用治理方法处理重金属离子污染常见的方法有：液膜法、膜分离技术、离子交换法、化学沉淀法、电解法、吸附法1。其中液膜法、膜分离技术、离子交换法等方法是保留了重金属原有形态的同时，提升重金属离子在废液中的浓度来达到回收重金属离子的目的。反观化学沉淀法、电解法、吸附法等方法是通过使重金属由离子形态转变成不溶物的形态来达到除去的目的。液膜法与离子交换法是主要用在低浓度的重金属离子废水的处理上，化学沉淀法与电解法则主要是用在浓度较高的重金属离子废水的处理上，而吸附法则不同，它可以广泛的应用在处理各类的重金属离子废水上。吸附法的原理是通过吸附剂材料较高的表面积和他特殊的内部构造对重金属离子废水进行物理及化学吸附。吸附剂可分为非生物类吸附剂及生物类吸附剂。生物类吸附剂包括生物体制剂、活性污泥等等。生物类的吸附方法相比较于生物的絮凝方法更复杂，它是经过络合、螯合、离子交换以及物理吸附等等一系列的生物作用与化学作用来使重金属离子能够被微生物所吸附。研究发现，不管是死体生物或者是活体生物都对重金属离子有一定的吸附能力，并且这种生物类的吸附剂吸附能力强、易于分离回收、来源广、价格低，与此同时这种生物类的吸附剂也可以使得死体微生物能够被再次的利用，从而达到资源持续化利用的效果。非生物类的吸附剂主要包含有天然纤维素、活性污泥、矿物质材料、活性炭、蟹壳等等。其中，活性炭是一种非极性的多孔的吸附材料，因为它有着非常宽大的表面积，和相对比较多的表面化合物，以及优异的机械性能，便使得它成为了处理废水污染的时候，比较常用的吸附剂之一。矿物质类的吸附剂材料主要是有磷灰石、雷托硅藻土、沸石、蒙脱石、蛭石等一系列的矿物质材料，这类吸附剂是经过表面络合、物理吸附与化学吸附等作用来达到将重金属离子去除的效果。而纤维素类的吸附方法现在是一种处理重金属离子的新兴的方法，这几年来在治理环境这方面得到广泛的应用和推广，具有广阔的发展前景。天然纤维素对重金属离子具有一定的吸附能力，与天然纤维素相比经改性处理的纤维素吸附剂对重金属离子具有更好的处理能力，而且吸附性能比较稳定。1.3 改性纤维素离子吸附剂的研究现状废水中含有许多各种各样的有害物质，它们通过水体的富集作用，积累到生物链中，最后进入人体中，使得人类的生产和生活受到毒害的严重影响。而在这之中，对环境的污染破坏最为严重和对人类的健康危害最严重的有害物质之一是包含有重金属离子的污染物。因此，能够找到一种价格较为便宜的净化污水的材料，以此来减少处理污水的的带价，增加净化重金属污染效率这一关键问题也已经成为保护环境的一个亟待解决的问题。在过去的几年时间里，许许多多的研究者都在致力于研究低成本的能够吸附重金属离子的材料，其中特别是以易制得的、绿色环保及价格低廉的生物类吸附剂材料的受到学着的广泛关注。尤其是对天然纤维素纤维进行改性处理，提高纤维素吸附性能的方法，与常见的处理重金属离子污染的方法相比较，前者具有操作简便、成本比较低、吸附容量大、不产生后续的污染、吸附速度快等优点。所以，对天然高分子纤维素材料的研究就成为了治理重金属污染的热点问题。1.4 纤维素吸附剂的制备方法氧化反应：纤维素的氧化反应是通过将新的官能团烯醇基或醛基酮基羧基等引入纤维素大分子中，生成不同性质的水溶性或不溶性氧化物，称之为氧化纤维素2。醚化反应：纤维素的醚化反应是指通过纤维素的羟基同烷基化试剂（即醚化剂）反应生成纤维素醚类的过程，纤维素大分子中每个葡萄糖环上都含C6上的伯羟基与C2C3上的两个仲羟基，烃基取代羟基中的氢后即可生成纤维素醚类衍生物，经醚化后的纤维素其溶解性能发生了显著变化，可溶解于水稀酸稀碱或有机溶剂，纤维素醚类品种繁多，性能优良，可广泛用于建筑石油食品纺织医药造纸环保等行业，如花椒残渣通过醚化反应，可以较好去处理生活废水3。酯化反应：纤维素的酯化反应是指在酸催化下，纤维素分子链中的羟基与酸酸酐酰卤等发生反应生成纤维素酯的过程，可分为纤维素无机酸酯和纤维素有机酸酯，纤维素无机酸酯以纤维素硝酸酯的使用范围最宽广，纤维素有机酸酯的代表物质有纤维素甲酸酯、乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯和二元酸酯等4。接枝共聚反应：纤维素的接枝共聚反应可分为3类：游离基聚合离子型聚合及缩合或加成聚合，接枝共聚能够改善纤维素及其衍生物的结构与性质，使之与合成高分子材料相媲美，如用硝酸铈铵作为引发剂，将纤维素与丙烯酰胺接枝共聚获得的吸附剂，有着广泛的使用范围5。阳离子交换纤维素的改性：阳离子交换剂可交换的基团是羧基，可迁移的阳离子能与溶液中的阳离子进行交换，谷糠纤维素与环氧氯丙烷反应制得的谷糠纤维素强酸性阳离子交换剂，对Cu2+、Cr3+、Ni2+均有很高的吸附作用6。纤维素与环氧丙基三甲基氯化铵制备的阳离子纤维素，可用于染料的吸附7。改性后的半纤维素亲水性大大提高，可用于处理造纸、纺织、食品污水8。浓盐酸与三甲胺反应制备纤维素阳离子交换剂的方法，用于与淀粉纤维素等天然高分子反应制备阳离子型可生物降解的高分子，此类阳离子改性高分子可用于石油污水处理等领域 9。阴离子交换纤维素的改性：麦杆、稻壳等原料与NaOH，环氧氯丙烷，三甲胺盐酸盐反应制到的再生纤维素强阴离子交换剂（CSAE）对印染废水有较好的吸附性能，且再生效果良好10。以聚丙烯腈纤维制得的多胺型阴离子交换纤维可用于Cr(VI)的回收处理11。用醋酸纤维素制成的混合纳米纤维对染料废水具有较好的脱色能力12。1.5 本实验的研究意义随着近几年来我国经济的发展，环境污染日益严重，特别是重金属对环境的污染，每年因为重金属污染而产生的农业减产、医疗事故等造成的损失非常巨大。同时，由于对资源的不当利用使我国本已紧缺的资源遭受巨大浪费。我国是典型的农业大国，每年产生大量的天然纤维素，除部分正常使用外，大部分纤维素以废弃物的形式丢弃或燃烧，这样不但造成环境污染，也浪费了这些可利用资源。如，花生在我国中部和北方大面积种植，每年有大量的花生壳产生，这些潜在的可再生资源在未被发现之前成为丢弃的废物或简单的燃料。花生壳主要有纤维素、半纤维素、果胶、色素等组成，其中花生壳中的纤维素成分对重金属离子的吸附有重要作用，通过简单的化学修饰对花生壳进行改性处理，制备出具有高吸附性能、吸附性稳定的纤维素吸附剂，进而对处理含Pb2+废水，为大量的花生壳资源找到利用的理论基础。实验选用花生壳为基础材料制备重金属吸附剂，一方面，以花生壳为原料，不仅减少了花生壳随意丢弃对环境的污染，也提高了花生壳的再利用价值，另一方面，有效处理重金属离子废水，净化水资源，保护人类健康。17红河学院本科毕业论文（设计）2 实验部分2.1 实验材料2.1.1 试剂 表2-1 实验试剂及厂家试剂名称级别（规格）生厂商氢氧化钠AR天津市盛奥化学试剂有限公司无水硫酸镁AR天津市风船化学试剂科技有限公司二硫化碳AR成都科龙化工试剂厂无水乙醇AR西陇化工股份有限公司硝酸铅AR天津市风船化学试剂科技有限公司盐酸GR西陇化工股份有限公司2.1.2 主要仪器 表2-2 实验仪器及规格仪器名称规格容量瓶1000mL、250mL、100mL、50mL、25mL锥形瓶250mlEYELA油浴锅OSB-2100温度计100200烧杯50mL、100mL、250mL、500mL紫外分光光度计UV-4802S型紫外可见光分光光度计比色皿石英电子万用炉220V、1KW电子天平CP224C2.2 改性花生壳离子吸附剂的制备2.2.1 实验原理天然纤维素对重金属离子吸附能力不强，必须通过化学改性使它具有更强的或更多的亲和基团，天然纤维材料中含有大量的杂质，表面的胶质、色素影响重金属离子废水的处理，为提高纤维素对重金属离子废水的处理效率，利用化学药剂将纤维素进行改性，纤维素改性分为纤维素预处理和纤维素改性处理两步13。黄化：也称黄酸化或黄原酸化，黏胶纤维生产中的一个工序，将经老成后的碱纤维素，加入二硫化碳(CS2)与之反应，生成可溶解在稀碱液中的纤维素的黄原酸酯，故名黄化，黄化也是酯化反应的一种，实验中应用纤维素与无机酸酯化反应的亲核取代原理以花生壳为基础材料，以二硫化碳为改性药剂，制备纤维素黄原酸酯吸附剂14。图2-12.2.2 实验路线花生壳预处理改性处理吸附剂对Pb2+的吸附实验吸附剂制备条件的优化吸附实验的条件优化数据计算与分析得出结论图2-22.2.3 实验步骤2.2.3.1花生壳的预处理选择花生壳若干，首先用清水浸泡12h，洗净，烘干，粉碎，储存。取粉碎、烘干的花生壳，采用足量10%的NaOH溶液浸泡花生壳，直至所有花生壳全部沉至瓶底，溶液颜色为暗黄色，过滤将暗黄色液体储存，洗涤花生壳、烘干，完成预处理。2.2.3.2花生壳的改性处理取预处理花生壳15g，加500mL10%NaOH，在30下对预处理花生壳改性处理1.5h，直到反应溶液变成橘黄色，然后加入50mL8%MgSO4搅拌溶液变为黄色乳状物，使改性花生壳转型及稳定，过滤后的固体留用，利用稀乙醇清洗固体留用物，溶出未反应的有机物及无机物，过滤、洗至中性，50下烘干备用，得到改性花生壳。2.2.3.3改性花生壳离子吸附剂的制备条件的优化浸泡时间：对于浸泡时间的筛选，是以效率的最大化为准则，即在最短的时间内，使制备获得的改性花生壳离子吸附剂的吸附率最高。在实验中，分别取0.5h，1，1.5h，2h，2.5h的浸泡时间段，通过后续实验来检验得出最佳的浸泡时间。NaOH浓度：在实验中，分别用6%，8%，10%，12%，14%的浓度的NaOH来浸泡花生壳，并通过后续实验的结果，计算出最高吸附率，与之相对应的即为实验过程中NaOH的最佳浓度。2.2.4改性花生壳离子吸附剂对Pb2+的吸附实验本实验采取控制变量法，分别对重金属离子初始浓度、吸附温度、吸附剂用量、pH及吸附重金属离子溶液的时间进行控制，吸附率=（C0-C1）÷C0×100%吸附容量=（C0-C1）×V÷m其中，C0重金属离子溶液的初始浓度，C1吸附后重金属离子溶液的浓度，V溶液的体积，m吸附剂的质量15。2.2.4.1重金属离子初始浓度对实验结果的影响在25的条件下，分别配制重金属离子初始浓度为10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L、50mg/L的硝酸铅溶液，各取50mL，再分别称取0.8000g改性花生壳离子吸附剂加入其中，在pH=5.79的条件下，吸附30min，过滤，用紫外分光光度计测量在283.3nm下的吸光度，并计算其吸附率。2.2.4.2吸附温度对实验结果的影响在25的条件下，配制5份初始浓度为50mg/L的硝酸铅溶液，各取50mL，在30、40、50、60、70的条件下分别加入0.8000g改性花生壳离子吸附剂，在pH=5.79的条件下，吸附30min，冷却，过滤，用紫外分光光度计测量在283.3nm下的吸光度，并计算其吸附率。2.2.4.3吸附时间对实验结果的影响在25的条件下，配制5份初始浓度为50mg/L的硝酸铅溶液，各取50mL该溶液，分别加入0.8000g改性花生壳离子吸附剂，在pH=5.79的条件下，分别吸附30min、60min、90min、120min、150min，过滤，用紫外分光光度计测量在283.3nm下的吸光度，并计算其吸附率。2.2.4.4吸附剂用量对实验结果的影响在25的条件下，配制5份初始浓度为50mg/L的硝酸铅溶液，各取50mL，分别加入0.2000g、0.4000g、0.6000g、0.8000g、1.0000g的改性花生壳离子吸附剂，在pH=5.79的条件下，吸附30min，过滤，用紫外分光光度计测量在283.3nm下的吸光度，并计算其吸附率和吸附容量。2.2.4.5 pH对实验结果的影响在25的条件下，配制5份初始浓度为50mg/L的硝酸铅溶液，各取50mL，调节pH分别为3、5、7、9、11，分别加入0.8000g改性花生壳离子吸附剂，吸附30min，过滤，用紫外分光光度计测量在283.3nm下的吸光度，并计算其吸附率。3 结果分析3.1改性花生壳离子吸附剂的制备条件的优化3.1.1 浸泡时间对于浸泡时间的筛选，是以效率的最大化为准则，即在最短的时间内，使制备获得的改性花生壳离子吸附剂的吸附率最高。当浸泡时间1.5h时，所制得的改性花生壳离子吸附剂的吸附率呈递增的态势，并在1.5h时，达到最高，虽然浸泡时间1.5h时，所制得的改性花生壳离子吸附剂的吸附率与浸泡15h时相对比，吸附率的变化并不大。那么，多浸泡的这段时间，并没有多大的必要，取浸泡1.5h即可。3.1.2 NaOH浓度NaOH浓度的选择，存在着一个最佳的浓度点，在实验的过程中发现，当NaOH浓度10%时，所制得的改性花生壳离子吸附剂的吸附率是呈现一种递增的趋势，而当NaOH的浓度10%的时候，所制得的改性花生壳离子吸附剂的吸附率则开始下降。由此确定，当NaOH浓度为10%时，为制备改性花生壳离子吸附剂的最佳实验浓度。3.1.3 小结实验发现，在10%的NaOH溶液中浸泡1.5h所制得的改性花生壳离子吸附剂的吸附效果最好，而且实验所需的成本也比较低。3.2 改性花生壳离子吸附剂对Pb2+的吸附实验3.2.1 重金属离子初始浓度对结果的影响图3-1如图3-1可以看出，随着重金属离子初始浓度的增加，改性花生壳离子吸附剂的吸附率整体呈递减的趋势。在重金属离子Pb2+浓度30mg/L时，改性花生壳离子吸附剂的吸附率的递减趋势逐渐趋于平缓，当重金属离子Pb2+浓度30mg/L时，改性花生壳离子吸附剂的吸附率的递减趋势在逐渐增加，而并在重金属离子Pb2+浓度=2040mg/L之间时,改性花生壳离子吸附剂的吸附率比较稳定，30mg/L为最佳，此时改性花生壳离子吸附剂的平均吸附率为96.09%。任何一种吸附剂对重金属离子的吸附都存在一个最佳的吸附浓度范围，一般认为，随重金属离子初始浓度的逐渐升高，单位剂量的生物吸附剂的吸附能力逐渐提高，但是经实验发现，当重金属离子浓度高出一定范围时，重金属离子的去除率反而逐渐降低。主要是因为重金属离子与吸附剂表面活化点的比率差异，当重金属离子初始浓度较低时，其与单位剂量的吸附剂表面的活化点数之比较小，所以所有的重金属离子都可与相应的活化点结合，发生反应。但是当重金属离子初始浓度升高时，由于重金属离子的浓度梯度差，使吸附剂表面存在较大的吸附驱动力，所以在一定的范围内单位剂量的吸附剂还是可以吸附更多的重金属离子，但是当重金属离子的初始浓度达到一定值时，吸附剂表面及内部以大部分被占据，而且这时吸附剂内外的浓度梯度变小，驱动力变小，所以对重金属离子的吸附量反而减小。3.2.2 吸附温度对结果的影响图3-2如图3-2，当吸附温度50时，改性花生壳离子吸附剂的吸附率呈逐渐增加的趋势，并且这种趋势越来越快，在50时，开始迅速的上升，并在60时，改性花生壳离子吸附剂的吸附率达到最高，为97.61%。在吸附温度60这个点时，改性花生壳离子吸附剂的吸附率转而开始下降。温度对于吸附剂的活性具有促进及抑制作用，在本实验中，当温度在60以下时，改性花生壳离子吸附剂的吸附率随温度升高而提高，在60时达到最佳，当温度60时，改性花生壳离子吸附剂的吸附率随温度的升高而降低。改性花生壳吸附重金属离子是一个络合反应，属于放热反应的一种，随着吸附过程的进行，反应的温度会随之升高，当反应温度达到一个临界点时，温度的增加将不再促进吸附过程的进行，过高的温度会抑制改性花生壳上吸附基团的活性，从而降低其对于重金属离子的吸附能力。3.2.3 吸附时间对结果的影响图3-3如图3-3，当吸附时间90min时，改性花生壳离子吸附剂的吸附率随吸附时间的增加在逐渐升高，且上升速度也在逐渐加快，在吸附时间达到90min时，改性花生壳离子吸附剂的吸附率最高，为93.66%，当吸附时间90min时，改性花生壳离子吸附剂的吸附率开始降低，降低的原因可能是出现了解吸的现象。改性纤维素吸附剂对重金属离子的吸附过程可以大致分成两个阶段，即快速吸附阶段和饱和平衡阶段，而快速吸附阶段又可以分成颗粒外部扩散、颗粒内部扩散及吸附反应三个阶段，改性纤维素吸附剂的表面有一层溶剂薄膜，所以在重金属离子要到达改性纤维素时必须穿过这层薄膜才能到吸附剂表面，才完成外部扩散阶段，由于吸附剂的多孔性，重金属离子在到达吸附剂表面后会继续向吸附剂内部运动，即为内部扩散阶段，以上两个阶段主要是物理吸附阶段，吸附的第三个阶段是反应阶段，重金属离子与吸附剂表面化学基团进行离子交换、络合等反应，快速吸附阶段反应时间相对较短，随吸附时间的增加，重金属离子的去除率增大，重金属离子在吸附剂表面与废水中的浓度都不再改变时，吸附就达到了平衡，即饱和平衡阶段，这一阶段的反应时间相对较长。3.2.4 吸附剂用量对实验结果的影响图3-4如图3-4，当吸附剂用量0.8000g时，改性花生壳离子吸附剂的吸附率呈递增趋势，并且这种增长速度在逐渐降低，曲线随之趋于平缓，当吸附剂用量达到0.8000g时，改性花生壳离子吸附剂的吸附率最高，为95.84%，此时，改性花生壳离子吸附剂的吸附容量为3.02mg/g。当吸附剂的用量0.8000g时，改性花生壳离子吸附剂的吸附率基本保持不变。当吸附剂用量达到一定量时，反应将保持平衡，若继续增大吸附剂用量，对重金属的吸附量反而降低。所以选择一合适的吸附剂用量也是非常重要的。3.2.5 PH对实验结果的影响图3-5如图3-5，在整个实验过程中，pH对实验结果的影响呈先增后减趋势，当pH7时，改性花生壳离子吸附剂的吸附率逐渐升高，并在pH=7时，改性花生壳离子吸附剂的吸附率达到最佳，为97.44%，当pH7时，改性花生壳离子吸附剂的吸附率开始下滑，呈降低趋势。pH越低，酸度越强，H+浓度越大，吸附剂表面被更多的H+占据，吸附剂表面质子化，与此同时H+也阻碍活性基团的解离，导致吸附量降低，因此pH较低不利于吸附剂对重金属的吸附。当pH升高时，H+的竞争作用减小，增强了重金属的吸附作用，而且在pH较高的情况下，重金属离子与水中OH-形成难溶的氢氧化物，这样不但起到吸附作用，而且还起到晶种作用，提高改性纤维的处理能力，但是当pH过高时，重金属离子以不溶氧化物、氢氧化物阴离子络合物的形式存在，减少自由的重金属离子的浓度，使吸附过程无法完成，因而吸附剂的吸附量减少。3.2.6 小结实验发现，当重金属离子初始浓度为30mg/L时，改性花生壳离子吸附剂的吸附率最高，为96.09%；当吸附温度为60时，改性花生壳离子吸附剂的吸附率最高，为97.61%；当吸附时间为90min时，改性花生壳离子吸附剂的吸附率最高，为93.66%；当吸附剂的用量为0.8000g时，改性花生壳离子吸附剂的吸附率最高，为95.84%，当pH等于7时，改性花生壳离子吸附剂的吸附率最高，为97.44%。将上述条件综合时，得到的改性花生壳离子吸附剂的平衡吸附率为97.13%，吸附容量为3.02mg/g。结论与展望4 结论与展望本文以花生壳为原料制备改性花生壳吸附剂，实验室配制重金属离子模拟水样，测定吸附剂的吸附性能，确定最佳吸附剂制备条件及吸附条件。得出的结论如下：（1）改性花生壳离子吸附剂在10%的NaOH中浸泡1.5h，所制得的吸附剂的吸附效果最佳；（2）当重金属离子初始浓度为30mg/L时，吸附率最高为96.09%；当吸附温度为60时，吸附率最高为97.61%；当吸附时间为90min时，吸附率最高为93.66%；当吸附剂的用量为0.8000g时，吸附率最高为95.84%，当pH等于7时，吸附率最高为97.44%。将上述条件综合时，得到的改性花生壳离子吸附剂的平衡吸附率为97.13%，吸附容量为3.02mg/g。；（3）与没改性花生壳吸附剂相对比，改性花生壳吸附剂的吸附率提升了63.27%，吸附容量提升了1.96mg/g，吸附容量的提升率为64.90%。根据实验的探究，可以看出利用纤维素的改性可以是纤维素对于重金属离子的吸附能力大大的提升。我国也是农业生产大国，开发纤维素的利用率，不仅能使资源得到充分的利用，也减少了农业废弃物的污染。从中可以得出，使用物理化学的改性方法可以使纤维素对于重金属离子的吸附性能有很大的提升，改性纤维素可以广泛的用于废水的处理，并具有很好的发展前景。红河学院本科毕业论文（设计）参考文献1 唐志华,刘军海.改性花生壳捕集废水中重金属离子的研究J.粮油加工, 2009(7):144-146.2 中国污水处理工程网.改性纤维素处理废水J/OL. 2013-2-17 9:40:39.3 李兰青子,邓宇,冯建敏.用花椒残渣制作絮凝剂的初步研究J.水处理技术，2006,32(1):66-68.4 王华,何玉凤,何文娟等纤维素的改性及在废水处理中的应用研究进展J.水处理技术,2012,38(5):1-6.5 胡普州,杜仲祥.谷糠纤维素强酸性阳离子交换剂J.洛阳师范学院学报, 2004,23(2):67-68.6 淘洪云.阳离子纤维素的制备及其絮凝剂和染料吸附性能研究D.合肥:中国科学技术大学,2008.7 任俊莉,彭新文,孙润仓等.一种阳离子型半纤维素的制备方法:中国, CN20101052207.XP.2011-02-16.8 陆建辉,王玉丰,周文彬等.纤维素纤维阳离子改性剂及其制备方法和用途:中国,CN201010254520.7P.2010-12-15.9 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