稻草秸秆的辐照改性及其对MO，SO_4~(2-)的吸附性能的研究

【摘要】：工业生产产生的废水含有大量的污染物，如酸碱、有毒的有机物和无机物、染料等，对环境及饮用水源造成了严重的污染，因此在排放前进行合理地处理是十分有必要的。秸秆是一种来源丰富，廉价的农业生产废弃物，但其污水处理能力是有限的，对秸秆进行目的性的改性处理，使其表面电位发生变化，从而可以对废水中阴离子、阳离子污染物进行吸附，达到净化污水的目的。现阶段秸秆的改性往往是利用化学方法进行的，如：酰化、醚化、接枝等；很少有研究是以物理辐射为改性手段进行改性的。辐射接枝改性现阶段主要应用在医学领域的材料改性，它是使用高能射线（超声波、γ射线、X射线）照射主干聚合物和单体使其产生接枝反应，生成接枝聚合物。辐射接枝与化学接枝法不同，它不需要引发体系的引发，影响产物纯度，且辐射能使形成均匀的自由基，可以完成化学接枝法难以进行的反应，且操作简单，具有化学接枝法难以比拟的优点。因此，本论文以稻草秸秆，DMDAAC为单体，采用共辐射方法，制备了阳离子型稻草秸秆吸附剂，通过正交试验的方法研究了辐照剂量、DMDAAC/秸秆质量比、纯水用量，对接枝率的影响大小。并对稻草秸秆与DMDAAC的辐射接枝共聚物对MO、SO2-4的吸附性能的研究。 结果表明： （1）制备DMDAAC与稻草秸秆阳离子吸附剂的最佳工艺为：纯水用量为8mL，辐照剂量为7kGy，DMDAAC/秸秆质量比为5:1，得到的产物的接枝率为16.08%。 （2）通过ζ电位仪的电位测定，表明改性后的秸秆带正电荷，证明了季铵基团成功引入到稻草秸秆上。DMDAAC与秸秆的接枝共聚物对MO、SO2-4均有较好的吸附效果，吸附过程均符合Langmuir模型。 （3）DMDAAC与秸秆接枝共聚物，在近中性条件下吸附效果较好，吸附MO的最佳pH为7，此时吸附量为324.16mg g-1，SO2-4的最佳pH为5，此时吸附量为66.34mg g-1。 【关键词】：稻草秸秆 DMDAAC 辐照 吸附
【学位授予单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X712;X703
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 高分子辐射化学8-9
• 1.1.1 辐射聚合8
• 1.1.2 辐射接枝聚合8
• 1.1.3 辐照交联8-9
• 1.1.4 辐照降解9
• 1.2 秸秆的改性9-10
• 1.2.1 醚化改性9
• 1.2.2 酰化改性9-10
• 1.2.3 接枝改性10
• 1.2.4 炭化改性10
• 1.3 天然高分子改性絮凝剂10-11
• 1.3.1 多聚糖类改性絮凝剂10-11
• 1.3.2 木质素衍生物类絮凝剂11
• 1.3.3 壳聚糖、甲壳素类絮凝剂11
• 1.4 选题依据及研究意义11-12
• 1.5 研究内容12-13
• 2 阳离子型秸秆的制备13-21
• 2.1 实验的材料、试剂和仪器13
• 2.1.1 主要材料、试剂13
• 2.1.2 实验的仪器13
• 2.2 实验方法13-15
• 2.2.1 秸秆的初处理13
• 2.2.2 秸秆的碱法预处理13
• 2.2.3 纤维素木质素的组分分析13-14
• 2.2.4 阳离子型秸秆的制备14
• 2.2.5 接枝反应条件的优化14-15
• 2.2.6 三因素三水平正交试验设计15
• 2.3 结果与讨论15-19
• 2.3.1 稻草秸秆的组分分析15-16
• 2.3.2 单因素实验16-18
• 2.3.3 三因素三水平正交试验18-19
• 2.4 接枝产物的性质19
• 2.4.1 ζ电位表征19
• 2.5 讨论与结果19-20
• 2.6 小结20-21
• 3 改性秸秆对甲基橙吸附性能的研究21-27
• 3.1 实验方法21
• 3.1.1 不同 pH 值条件下改性稻草吸附甲基橙实验21
• 3.1.2 等温吸附实验21
• 3.1.3 吸附等温线的非线性拟合21
• 3.2 结果与讨论21-25
• 3.2.1 不同 pH 值条件下改性稻草吸附甲基橙实验21-22
• 3.2.2 等温吸附实验22-23
• 3.2.3 吸附等温线的非线性拟合23-25
• 3.3 小结25-27
• 4 改性秸秆对 SO_4~(2-)吸附性能的研究27-34
• 4.1 实验方法27
• 4.1.1 不同 pH 值条件下改性稻草吸附 SO_4~(2-)实验27
• 4.1.2 接触时间和初始浓度对SO_4~(2-)吸附的影响27
• 4.1.3 不同温度下的吸附等温线测试27
• 4.1.4 吸附等温线的非线性拟合27
• 4.2 结果与讨论27-33
• 4.2.1 溶液 pH 值对 SO_4~(2-)吸附去除的影响27-28
• 4.2.2 接触时间和初始浓度对 SO_4~(2-)吸附的影响28-29
• 4.2.3 不同温度下的吸附等温线测试29-30
• 4.2.4 吸附等温线的非线性拟合30-33
• 4.3 小结33-34
• 5 结论与展望34-36
• 参考文献36-39
• 致谢39-40
• 作者简介40

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