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基本信息

項(xiàng)目名稱：
殼聚糖模板的制備及對有害金屬的吸附研究
小類：
能源化工
簡介：
為解決污水中有害金屬的去除問題，制備了殼聚糖的多種金屬離子模板。研究目標(biāo)吸附劑對有害金屬的靜態(tài)/競爭吸附，分析了吸附機(jī)理。實(shí)驗(yàn)表明目標(biāo)產(chǎn)物應(yīng)用于實(shí)際廢水可行。與傳統(tǒng)處理重金屬廢水相比效率更高、耗能更低，克服了殼聚糖吸附劑處理重金屬廢水的不可重復(fù)使用的弊端，并無二次污染，具有廣泛的應(yīng)用前景。
詳細(xì)介紹：
為解決污水中有害金屬的去除問題，制備了殼聚糖的多種金屬離子模板：分別為殼聚糖香草醛希夫堿CTSV、殼聚糖水楊醛希夫堿CTSS；交聯(lián)后，用Ni2+、Cr(Ⅵ)、Cd2+分別制備6種金屬離子模板，研究目標(biāo)吸附劑對有害金屬的靜態(tài)/競爭吸附。靜態(tài)吸附結(jié)果表明：在實(shí)驗(yàn)條件下的吸附率Cr(Ⅵ) 組 〉Cd2+組 〉Ni2+組；且最大吸附量均可達(dá)到93.85mg/g以上。競爭吸附結(jié)果表明：Cr(Ⅵ)組對Cr(Ⅵ)和Cd2+突顯優(yōu)勢。模板吸附劑可吸附相應(yīng)重金屬離子，并可反復(fù)使用。文章通過目標(biāo)吸附劑吸附前后的紅外光譜及電鏡比較，分析了吸附機(jī)理。實(shí)驗(yàn)表明目標(biāo)產(chǎn)物應(yīng)用于實(shí)際廢水可行。

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

撰寫的目的：殼聚糖是來源廣的無毒害高分子聚合物，分子單體中的胺基、羧基等易和金屬離子結(jié)合，因此可作為水處理劑去除廢水中的銅、鎘，汞、等重金屬離子?；舅悸?課題針對超標(biāo)50-500倍的有害金屬離子Cr(Ⅵ)、Cd2+、Ni2+的處理，通過殼聚糖不同的希夫堿及其交聯(lián)物制備金屬離子模板；比較目標(biāo)產(chǎn)物對有害金屬離子Cr(Ⅵ)、Cd2+、Ni2+的吸附性能，對水體有害金屬離子的無害化處理作了研究。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

獨(dú)特之處：所用材料是廢棄物所制備的，取大連的海產(chǎn)品下游廢棄物蝦殼蟹殼，經(jīng)一定反應(yīng)制備成殼聚糖。再以殼聚糖為原料制備有害金屬吸附劑?？茖W(xué)性：用殼聚糖制備了殼聚糖香草醛希夫堿CTSV、殼聚糖水楊醛希夫堿CTSS；交聯(lián)后；進(jìn)一步用Ni2+、Cr(Ⅵ)、Cd2+制備6種金屬離子模板。先進(jìn)性：制備的8種吸附劑對有害金屬的靜態(tài)及競爭吸附結(jié)果表明，系列產(chǎn)物克服了傳統(tǒng)處理重金屬廢水處理效率低和耗能高的弊端。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

殼聚糖具有良好的成膜、絮凝、吸附、螯合等特性，在各類水處理和污泥處理中顯示出其優(yōu)越性，隨殼聚糖改性的不斷深人，探索其在水處理中的應(yīng)用技術(shù)、開發(fā)水處理或污泥處理的絮凝劑系列產(chǎn)品，應(yīng)用前景更為廣闊。本課題組制備的殼聚糖交聯(lián)產(chǎn)物的金屬離子模板對Ni2+、Cr(Ⅵ)、Cd2+的吸附效果更好，此方法對比傳統(tǒng)吸附劑在吸附法處理重金屬廢水方面具有能耗低、吸附量好、吸附劑可回用。有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

學(xué)術(shù)論文摘要

為解決污水中有害金屬的去除問題，制備了殼聚糖的多種金屬離子模板：分別為殼聚糖香草醛希夫堿CTSV、殼聚糖水楊醛希夫堿CTSS；交聯(lián)后，用Ni2+、Cr(Ⅵ)、Cd2+分別制備6種金屬離子模板，研究目標(biāo)吸附劑對有害金屬的靜態(tài)/競爭吸附。靜態(tài)吸附結(jié)果表明：在實(shí)驗(yàn)條件下的吸附率Cr(Ⅵ) 組 〉Cd2+組 〉Ni2+組；且最大吸附量均可達(dá)到93.85mg/g以上。競爭吸附結(jié)果表明：Cr(Ⅵ)組對Cr(Ⅵ)和Cd2+突顯優(yōu)勢。模板吸附劑可吸附相應(yīng)重金屬離子，并可反復(fù)使用。文章通過目標(biāo)吸附劑吸附前后的紅外光譜及電鏡比較，分析了吸附機(jī)理。實(shí)驗(yàn)表明目標(biāo)產(chǎn)物應(yīng)用于實(shí)際廢水可行。

獲獎(jiǎng)情況

無

鑒定結(jié)果

無

參考文獻(xiàn)

1、陳夕.殼聚糖在水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J].貴州化工，2010，35（4）：33-35. 2、張艷雅.殼聚糖復(fù)合物的合成及其對Cu2+、Pb2+的吸附研究[D].中國海洋大學(xué)研究生論文.2006. 3、易英.殼聚糖衍生物的合成及其性能的研究.武漢大學(xué)博士生論文[D].2005.

同類課題研究水平概述

隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，眾多行業(yè)產(chǎn)生了大量含有有毒金屬的廢水，治理有毒金屬廢水是當(dāng)今環(huán)保工作面臨的突出問題。 目前環(huán)境工作者將殼聚糖及其修飾物用于重金屬離子的處理，并取得一定成果。張廷安等研究了用脫乙?；鶜ぞ厶菫樾跄齽?，在電解質(zhì)Na2SO4的作用下絮凝除鎘的方法，考察了酸度、離子濃度、殼聚糖用量對去除率的影響。葉彩華研究了殼聚糖對廢水中As的吸附特性，考察了殼聚糖溶液加入量、吸附時(shí)間及體系pH等條件對去除率的影響。韓德艷等以殼聚糖包埋碳包鐵，環(huán)氧氯丙烷作交聯(lián)劑，制備交聯(lián)殼聚糖磁性微球，研究了產(chǎn)物對Cu2+的吸附量。但均存在吸附劑的專一性差和不能重復(fù)使用等問題。 本課題組以海產(chǎn)品下游廢棄物生產(chǎn)的殼聚糖為原料，利用其分子單體中的胺基、羥基等極易成為配位原子，對過渡金屬有良好的鰲合作用，可與廢水中的銅、鎘，汞、鋅、鉛等重金屬離子形成配合物的機(jī)理，制備了無毒無害的金屬離子吸附劑：殼聚糖香草醛希夫堿CTSV、殼聚糖水楊醛希夫堿CTSS；交聯(lián)殼聚糖香草醛、交聯(lián)殼聚糖水楊醛；進(jìn)一步用Ni2+、Cr(Ⅵ)、Cd2+分別與交聯(lián)殼聚糖香草醛/水楊醛制成6種金屬離子模板。 研究了8種目標(biāo)吸附劑對有害金屬的靜態(tài)吸附及競爭吸附，系列產(chǎn)物目標(biāo)吸附劑對有害金屬的靜態(tài)吸附及競爭吸附結(jié)果表明，所制備的吸附劑吸附率最多能達(dá)到98.43%。與傳統(tǒng)處理重金屬廢水相比效率更高、耗能更低，克服了殼聚糖吸附劑處理重金屬廢水的不可重復(fù)使用的弊端，并無二次污染，具有廣泛的應(yīng)用前景。
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