[00144652]新型生物吸附剂的合成及应用研究

本课题为河南省教育厅自然科学研究计划项目,项目编号为（2010A150002）。 本项目前期研究阶段,我们已使用独特方法制备了均苯四甲酸酐修饰壳聚糖等一些新型生物吸附剂,并将其用于合成水样中阳离子染料及重金属离子的吸附,取得了较好的效果。在此基础上,本项目计划利用生物材料表面丰富的官能团,如：羟基、氨基等。进行接枝反应,从而合成吸附容量高、选择性好的新型生物吸附剂,用于水体中阳离子染料亚甲基蓝（methylene blue,MB）的吸附。同时制备酸性TiO2溶胶,将吸附剂与高效的TiO2催化剂结合起来,TiO2纳米颗粒不直接投放到水体,而是作为一种吸附剂的洗脱剂和再生剂,对改性吸附剂进行解吸和再生,二者的结合可以很好的解决催化剂的回收和洗脱液的污染等问题,因此具有重要的实际应用意义。 项目研究目标： 1. 通过对生物材料进行改性,合成高吸附容量的新型吸附剂; 2. 通过去除水溶液中阳离子染料的吸附热力学和动力学研究,拟合出吸附热力学模型,建立适宜的动力学模型并推测吸附机理,为规模化处理阳离子染料废水提供理论指导; 3. 以酸性TiO2溶胶为解吸剂,通过吸附剂再生技术的研究,提高吸附剂的再生效率,为吸附剂的重复再利用奠定基础,避免对环境的二次污染,达到以废制废,变废为宝的目的。 基于上述研究目标,本项目的主要研究内容包括： 1. 改性吸附剂制备：根据前期研究结果,拟用乙二胺四乙酸二酐（EDTAD）、聚甲基丙烯酸等对壳聚糖和甘蔗渣进行改性,制备吸附容量较高的吸附剂,利用IR、SEM、XPS等对改性吸附剂进行表征,研究其理化性质。 2. 合成水样中,各种吸附条件对吸附过程的影响,考查其吸附动力学和热力学,探讨其吸附机理：用Langmuir、Fruendlich和Temkin模型分析热力学数据,探讨其吸附机理。使用准一级、准二级和扩散模型分析动力学数据,探讨各种影响因素对反应速度的影响。 3. 改性吸附剂的解吸再生：参考文献制备TiO2酸性溶胶,考查解吸效果,为最佳再生条件的选择提供依据。 课题的主要创新点为： 1. 设计、筛选、合成了三种未见文献报道的新型生物吸附剂,具有合成方法简单、吸附容量大等显著特点。 2. 建立了以酸性TiO2溶胶为解吸降解剂的再生体系,为吸附剂的重复再利用奠定基础,避免对环境的二次污染,达到以废制废,变废为宝的目的。 经河南省科学院化学研究所查新,没有发现与该课题相同的生物吸附剂,说明我们的研究具有创新性和新颖性。 与课题相关的研究,已分别被Separation Science and Technology,Desalination,Environmental process sustainable energy等SCI、EI期刊发表,得到了同行专家的肯定,说明我们的研究成果具有较高的学术价值,对发展新型生物吸附材料具有一定意义。同时我们的研究体系也具有较好的实用价值和应用前景,经安阳钢铁股份有限公司第一炼轧厂和安阳路德药业有限责任公司几个月来的试用表明,我们合成的吸附剂能有效去除废水中的金属离子等污染物,有利于环境保护和人体健康,便于推广使用。