[01358855]一种磁响应重金属离子吸附剂及其应用

1.课题来源与背景 重金属污染日益严重,在重金属废水处理方面,开展对环境无污染的药剂、在短时间内环境能够自处理的药剂或无毒无害的新型水处理试剂的开发与应用等研究具有重要意义。广西盛产的木薯茎秆、木薯渣剩余物中富含纤维素和木质素,可藉其大分子单体上的醇羟基发生各种酯化、醚化、亲核、鳌合、交联以及接枝共聚反应等,对其进行化学改性,在很大程度上可以改变其原有性质,使其具有离子交换树脂的特点。 本项目在前期工作的基础上,结合可大量利用木薯茎秆、渣的资源优势,对其进行化学改性制备出对环境友好的、对重金属吸附能力强的一系列重金属离子吸附剂,研究最佳改性合成方法,合成路线,对制备的离子吸附剂进行吸附机理及吸附性能的研究、再生方法研究、废水处理工艺研究。本项目来源于桂林市科学研究与技术开发计划项目“重点行业减排及资源化利用共性技术研究与示范”,课题名称为“开发木薯秸秆（渣）基重金属吸附剂的理论与应用研究”。合同编号为：20130117-1。实施年限：2013.6-2015.12。项目总经费为12万元,其中桂林市科技经费6万元,承担单位自筹资金6万元。 2.技术原理及性能指标 （1）技术原理：本项目采用醚化法、酯化法、接枝法等不同的改性方法制备一系列重金属离子吸附剂,对改性前农业剩余物及合成的吸附剂的结构形貌、组成元素、表面电荷及比表面积,通过扫描电镜、X射线衍射、元素分析、红外光谱、微电泳测定、比表面测定、孔隙度分析等多种分析方法及手段进行表征和研究,探讨合成路线、合成机理,讨论制备过程中各种因素如活化剂、催化剂、交联剂的选择,活化、催化、反应时间和温度,原料、催化剂、交联剂等的剂量等对吸附及吸附容量的影响,利用单因素实验和正交实验优化改性方法,研究出吸附量高的重金属离子吸附剂; （2）性能指标： ①制备了5类改性木薯秸秆重金属离子吸附剂,研究了吸附剂对重金属离子的吸附性能及机理; ②研制产品质量指标：a.外观形状为不定形颗粒或粉末状,b.粒度≤60目,c.pH值5-7,d.水分≤10%,重金属离子吸附容量≥20mg/g, ③发表论文4篇,其中1篇为SCI,1篇EI,2篇中文核心期刊,授权发明专利1项;已录用1篇,修改拟投稿1篇,还有多篇论文待整理、撰写、发表。培养硕士研究生2名。 3.技术的创造性与先进性 ①以广西盛产的农业剩余物木薯秸秆为原料,制备了5类重金属离子吸附剂。 ②研究了吸附剂对多种重金属离子的吸附性能和吸附机理,吸附剂过程是一个快速吸附过程,静态吸附30-60分钟可达吸附平衡,表明吸附剂具有一定的理论和应用价值, 为重金属废水的处理提供了有力的技术支持。 4.技术的成熟程度,适用范围和安全性 项目技术成熟,适用于环境保护领域。 5.应用情况及存在的问题 应用该项目技术产品可望能够处理重金属污染废水,达到保护环境、控制重金属污染的目的。 6.历年获奖情况：无。 7.成果简介 本项目利用不同改性剂对木薯秸秆进行化学改性,制备了阴离子和阳离子吸附剂,用于处理废水中的重金属离子;采用单因素和正交实验确定改性最佳条件。利用红外光谱、扫描电镜、元素分析、X射线衍射等技术对制备产物进行了表征;研究了制备的改性吸附剂对重金属离子的吸附性能及吸附机理。所制备的吸附剂具有理论和应用价值,为重金属污染废水的治理提供了新的技术支持。