《快速/大容量/可回收水體重金屬應急吸附材料的研究》是依託上海交通大學，由賈金平擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：快速/大容量/可回收水體重金屬應急吸附材料的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：賈金平
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近期各地水體重金屬污染事件頻發，形勢嚴峻；而現有應急處理技術往往無奈沿用普通廢水處理的吸附及絮凝方法，亟須針對性開發高吸附容量、造價低廉、環境友好且可回收的優良吸附材料。本研究擬以生態型殼聚糖為原料，分別製備納米級磁性可回收型高容量吸附劑、鏈球吸附纖維等新型吸附材料，用於水體重金屬污染的應急處理。具體內容包括：1、新型可回收納米級殼聚糖吸附劑合成方法的最佳化，在此基礎上對新型可回收殼聚糖吸附劑對不同重金屬吸附性能進行表征。2、建立磁性回收評價方法，研究新型可回收納米殼聚糖吸附劑的磁性回收性能及磁穩定性，建立磁性回收的捕集效率方程，為磁性回收技術工程化套用打下基礎。3、針對不同的污染區域的特點及控制目的，分別研究適用於納米磁性微球吸附劑與鏈球吸附纖維的組合套用方案，為不同類型吸附材料的實際套用提供理論與技術支撐。
結題摘要
針對來重金屬污染事件頻發，環境污染和社會影響嚴重，亟需快速控制、應急處理。本研究開發了兩大類型的新型吸附劑，對其進行了綜合表征及吸附性能研究。一種是磁性殼聚糖材料；一種是纖維狀吸附材料。 i、採用殼聚糖材料作為吸附劑，並採用水熱氧化-溶膠凝膠方法成功製備了納米級別的Fe3O4@SiO2@Chitosan顆粒(MCNPs)，該顆粒核心為Fe3O4，中間層為SiO2膜，表層為殼聚糖。這種新型吸附劑對Cd2+和Cu2+吸附速度很快，且具有較大的吸附容量(分別為50.1和41.6mg/g)以及較高的去除率(為75.2%和62.4%)； 能夠通過酸洗脫附並多次回用。 ii、用包埋法和戊二醛交聯製備Fe3O4/殼聚糖粒子來吸附Cu2+，通過磁滯曲線，溫磁曲線，熱重，紅外和XRD對材料進行表征。吸附動力學，吸附等溫線和熱力學用於研究其吸附機理。 iii、製備四乙烯五胺改性殼聚糖/CoFe2O4粒子用於對比和競爭吸附Cu(II)和Pb(II)。SEM, FTIR 和XRD表徵結果表明成功製備了胺改性殼聚糖/ CoFe2O4粒子。磁性結果表明，該材料的飽和磁化強度為63.83 emu g-1，具有快速的磁回響。 iv、PET基材料主要通過等離子預處理以及接枝丙烯酸和低分子量殼聚糖，製備了PET基功能化纖維材料（PET–AA–CS）。PET–AA–CS纖維通過SEM、接觸角、紅外光譜、XPS等技術手段進行了表征。吸附結果表明，PET–AA–CS在最佳條件下，PET–AA–CS對銅離子的最大吸附容量為68.97 mg g–1。吸附過程滿足Langmuir 吸附等溫線和第二動力學模型。 v、棉基纖維吸附材料（CSTEC）用於吸附水體中的銅離子和鉛離子。對兩種離子的吸附均滿足第二動力學模型。CSTEC 對兩種離子具有較高的吸附能力 (Cu2+, 95.24; Pb2+, 144.93 mg g-1)。吸附等溫線滿足Langmuir吸附等溫模型。共存離子(K+, Na+, Mg2+)對CSTEC吸附水體中銅離子和鉛離子沒有明顯的影響。 vi、建立磁性回收評價方法，研究新型可回收納米殼聚糖吸附劑的磁性回收性能及磁穩定性，建立磁性回收的捕集效率方程，為磁性回收技術工程化套用打下基礎。
