生物质基重金属吸附材料的制备与应用_法学_社科/经管/语言/法律_图书分类

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生物质基重金属吸附材料的制备与应用

书号：9787030330000

作者：罗学刚
外文书名：
装帧：平装

开本：B5
页数：299

字数：400000

语种：zh-Hans
出版社：科学出版社

出版时间：2012-01-01
所属分类：法学
定价： ￥98.00元

售价： ￥77.42元

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天然生物质及其衍生物种类丰富,性质多样,显示出众多的应用特性和功能特性。它们可以特异性地与不同物质、组分和材料发生相互作用，直接或间接地用于工业生产领域。生物质原料（如茎秆）内充满海绵状的髓，茎上密生刚毛，叶两面粗糖，被刚毛。利用生物质原料表面粗糙、密生刚毛，本身就具有一定的与重金属离子结合的能力，通过适当的改性可以使其具备良好的亲水性且耐水溶；具有良好的机械强度，以适应工业操作；具备耐酸、耐碱性能，可以在广泛的pH范围内对重金属进行吸附沉淀处理，实现对重金属离子的回收再利用。本书集中反映了作者多年来在生物质基吸附材料制备和应用研究方面的最新成果和数据，主要涉及天然稻壳和膨化稻壳基吸附材料、魔芋葡甘聚糖基吸附材料、植物多酚基吸附材料、竹和菊芋茎叶基吸附材料的制备、应用特性的表征及应用基础研究内容。

天然生物质及其衍生物种类丰富,性质多样,显示出众多的应用特性和功能特性。它们可以特异性地与不同物质、组分和材料发生相互作用，直接或间接地用于工业生产领域。生物质原料（如茎秆）内充满海绵状的髓，茎上密生刚毛，叶两面粗糖，被刚毛。利用生物质原料表面粗糙、密生刚毛，本身就具有一定的与重金属离子结合的能力，通过适当的改性可以使其具备良好的亲水性且耐水溶；具有良好的机械强度，以适应工业操作；具备耐酸、耐碱性能，可以在广泛的pH范围内对重金属进行吸附沉淀处理，实现对重金属离子的回收再利用。本书集中反映了作者多年来在生物质基吸附材料制备和应用研究方面的最新成果和数据，主要涉及天然稻壳和膨化稻壳基吸附材料、魔芋葡甘聚糖基吸附材料、植物多酚基吸附材料、竹和菊芋茎叶基吸附材料的制备、应用特性的表征及应用基础研究内容。

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目录
前言
第1章　绪论　1
1.1　引言　1
1.2　重金属废水的治理技术　3
1.2.1　化学法　3
1.2.2　反渗透法　4　
1.2.3　理化吸附法　4
1.2.4　蒸发浓缩法　5
1.2.5　电解法　6
1.2.6　电渗析法　6
1.2.7　生物法　7
1.3　生物质重金属废水处理技术　7
1.3.1　纤维素　8
1.3.2　木质素　8
1.3.3　竹炭　9
1.3.4　植物单宁　9
1.3.5　壳聚糖　10
1.3.6　葡甘聚糖　10
1.3.7　农林废弃物　10
1.4　生物质重金属吸附材料拟解决的关键技术问题　11
1.5　小结　12
参考文献　12
第2章　稻壳基吸附材料的制备　17
2.1　引言
2.1.1　稻壳资源　17
2.1.2　稻壳吸附剂的资源利用　18
2.2　稻壳基吸材料制备　20
2.2.1　稻壳基吸附材料制备的设备　21
2.2.2　稻壳基吸附材料制备的工艺流程　22
2.2.3　各因素对稻壳基吸附材料制备的影响　22
2.3　稻壳基吸附材料的检测与表征　25
2.3.1　膨化稻壳的理化特性表征　25
2.3.2　微观形貌表征　28
2.3.3　红外吸收光谱测定　28
2.3.4　热重分析　30
2.3.5　粒度测定　31
2.3.6　Zeta电位的测定　32
2.3.7　润湿性测定　35
2.3.8　化学成分分析　33
2.3.9　金属离子特性与吸附量的关系　35
2.4　小结　37
参考文献　38
第3章　稻壳基吸附材料对Cu2+、Pb2+、Zn2+的吸附　40
3.1　引言　40
3.2　实验研究方法　41
3.3　吸附平衡时间的确定及吸附动力学模型　44
3.4　pH对吸附效果的影响　47
3.5　吸附剂用量的影响　48
3.6　温度的影响及吸附热的计算　49
3.7　等温吸附及吸附模型的探讨　51
3.8　不同配比的混合吸附剂的处理效果　53
3.9　小结　54
参考文献　55
第4章　稻壳基吸附材料对Cr3+、Cd2+、Ag+的吸附　56
4.1　引言　56
4.2　实验研究方法　57
4.3　平衡时间的确定及吸附动力学模型　58
4.4　pH对吸附效果的影响　60
4.5　吸附剂用量的影响　60
4.6　温度的影响及吸附热的计算　61
4.7　等温吸附及吸附模型的探讨　63
4.8　不同配比的混合吸附剂的处理效果　65
4.9　小结　66
参考文献　66
第5章　稻壳基吸附材料对金属离子的选择性吸附对比　67
5.1　引言　67
5.2　实验研究方法　67
5.3　pH对选择吸附效果的影响　69
5.4　投料量对选择吸附效果的影响　71
5.5　平衡时间的确定及动力学模型的探讨　73
5.6　吸附温度的影响及吸附热的计算　76
5.7　等温吸附及吸附模型的探讨　82
5.8　小结　89
第6章　稻壳基吸附材料对重金属离子的吸附机理　91
6.1　引言　91
6.2　重金属离子溶液的理化性质　91
6.2.1　水的物理性质　91
6.2.2　水的化学性质　93
6.2.3　重金属离子的性质（以Cu为例）　93
6.3　吸附作用力及吸附相关参数　94
6.3.1　London色散力　94
6.3.2　偶极子相互作用　94
6.3.3　四极子相互作用　95
6.3.4　静电力　95
6.3.5　氢键作用　96
6.3.6　酸、碱、π轨道相互作用　96
6.3.7　表面修饰　97
6.4　吸附相关参数　97
6.4.1　吸附等温线　97
6.4.2　吸附动力学方程　98
6.4.3　吸附热力学参数　99
6.5　稻壳基吸附材料的表征　100
6.5.1　红外图谱　100
6.5.2　比表面积和孔隙分析　101
6.5.3　Zeta电位　102
6.5.4　元素分析和XRF　102
6.5.5　XRD　104
6.5.6　材料润湿性　104
6.5.7　材料导电能力　105
6.5.8　TG　105
6.5.9　SEM　106
6.5.10　XPS分析测试　107
6.5.11　EDS分析　108
6.6　实验研究方法　109
6.6.1　pH影响实验　110
6.6.2　浓度影响实验　110
6.6.3　温度对吸附过程的影响　111
6.6.4　吸附动力学方程　112
6.7　常用参照吸附剂的吸附性能比较　112
6.7.1　活性炭　112
6.7.2　活性炭的结构和性质　112
6.7.3　活性炭吸附铜离子溶液对比研究方法　114
6.7.4　活性炭吸附对比研究结果分析　115
6.7.5　膨润土　116
6.7.6　膨润土的结构和性质　118
6.7.7　膨润土吸附铜离子溶液对比研究方法　119
6.7.8　膨润土吸附对比研究结果分析　120
6.7.9　硅藻土　122
6.7.10　硅藻土的结构和性质　123
6.7.11　硅藻土吸附铜离子溶液对比研究方法　124
6.7.12　硅藻土吸附对比研究结果分析　125
6.8　稻壳基吸附材料对比研究结果分析　127
6.8.1　pH对吸附实验的影响　127
6.8.2　等温曲线　128
6.8.3　温度的影响及吸附热的计算　129
6.8.4　平衡时间的确定及吸附动力学模型　129
6.9　稻壳基吸附材料对重金属离子吸附机理的探讨　131
6.9.1　离子交换　131
6.9.2　酸碱沉淀　131
6.9.3　化学吸附　132
6.9.4　物理吸附　135
6.10　小结　135
参考文献　136
第7章　稻壳基吸附材料柱吸附重金属离子　138
7.1　引言　138
7.2　柱吸附实验装置及条件设置　139
7.2.1　柱吸附实验装置　139
7.2.2　柱高对吸附效果的影响　140
7.2.3　流速对吸附效果的影响　140
7.2.4　初始浓度对吸附效果的影响　141
7.2.5　稻壳基吸附材料的吸附性能与天然稻壳和活性炭的比较　141
7.2.6　稻壳基吸附材料的脱附及重复使用　142
7.2.7　计算公式　142
7.3　吸附柱高对吸附的影响　143
7.4　流速对吸附的影响　145
7.5　初始浓度对吸附的影响　146
7.6　稻壳基吸附材料的吸附能力与稻壳和活性炭的比较　148
7.7　Bohrat-Adams模型　149
7.8　稻壳基吸附材料柱的脱附和重复使用　151
7.8.1　对重金属离子的脱附　151
7.8.2　膨化稻壳吸附柱的重复性　152
7.9　小结　152
参考文献　153
第8章　稻壳基吸附材料柱对重金属离子吸附的穿透曲线　155
8.1　引言　155
8.2　计算方法　155
8.2.1　Thomas模型　155
8.2.2　Yoon-Nelson模型　156
8.3　Thomas拟合模型　156
8.3.1　不同柱高下的Thomas拟合曲线　156
8.3.2　不同流速下的Thomas拟合曲线　158
8.3.3　不同浓度下的Thomas拟合曲线　160
8.4　Yoon-Nelson拟合模型　161
8.4.1　不同柱高下的Yoon-Nelson拟合曲线　161
8.4.2　不同流速下的Yoon-Nelson拟合曲线　163
8.4.3　不同浓度下的Yoon-Nelson拟合曲线　164
8.5　小结　166
参考文献　166
第9章　稻壳基吸附材料对重金属离子的吸附动力学　168
9.1　引言　168
9.2　扩散控制理论　168
9.2.1　粒内扩散控制　168
9.2.2　膜扩散控制　169
9.3　扩散控制研究方法　170
9.3.1　吸附动力学曲线的测定　170
9.3.2　初始浓度的影响　170
9.3.3　温度的影响　171
9.4　Cu2+吸附控制步骤的确定　171
9.4.1　粒内扩散　171
9.4.2　膜扩散　173
9.4.3　吸附反应的活化能　175
9.5　Pb2+吸附控制步骤的确定　175
9.5.1　粒内扩散　175
9.5.2　膜扩散　178
9.5.3　吸附反应的活化能　179
9.6　Zn2+吸附控制步骤的确定　179
9.6.1　粒内扩散　179
9.6.2　膜扩散　182
9.6.3　吸附反应的活化能　183
9.7　Cr3+吸附控制步骤的确定　183
9.7.1　粒内扩散　183
9.7.2　膜扩散　186
9.7.3　吸附反应的活化能　187
9.8　Cd2+吸附控制步骤的确定　187
9.8.1　粒内扩散　187
9.8.2　膜扩散　190
9.8.3　吸附反应的活化能　191
9.9　Ag+吸附控制步骤的确定　191
9.9.1　粒内扩散　191
9.9.2　膜扩散　194
9.9.3　吸附反应的活化能　195
9.10　小结　195
参考文献　196
第10章　竹粉基吸附材料对重金属离子的吸附　197
10.1　引言　197
10.2　实验研究方法　198
10.2.1　材料的前处理　198
10.2.2　吸附实验方法　198
10.2.3　等温吸附及吸附模型　199
10.3　pH对竹粉基吸附材料的影响　199
10.4　投料量对竹粉基吸附材料的影响　200
10.5　振荡时间对竹粉基吸附材料的影响　201
10.6　竹粉基吸附材料等温吸附及吸附模型　201
10.7　竹粉基吸附材料的微观特性　203
10.7.1　SEM　203
10.7.2　EDS　204
10.8　小结　204
第11章　菊芋茎叶基吸附材料对重金属离子的吸附　205
11.1　引言　205
11.2　实验研究方法　205
11.2.1　材料的前处理　205
11.2.2　实验研究内容　205
11.2.3　动力学研究和吸附模型　206
11.3　pH对菊芋茎叶基吸附材料的影响　206
11.4　投料量对菊芋茎叶基吸附材料的影响　207
11.5　振荡时间对菊芋茎叶基吸附材料的影响　207
11.6　等温吸附及吸附模型　208
11.7　小结　210
参考文献　210
第12章　植物多酚吸附材料的基本性质　211
12.1　引言　211
12.2　植物多酚分离提取　212
12.2.1　溶剂浸提法　212
12.2.2　超声波辅助提取法　213
12.2.3　微波辅助提取法　213
12.2.4　树脂吸附分离法　214
12.2.5　其他分离纯化方法　214
12.3　植物多酚理化性质及化学改性　214
12.3.1　羟基上的反应　215
12.3.2　溴化反应　215
12.3.3　水解反应　215
12.3.4　酚醛缩合和曼尼希反应　215
12.3.5　亚硫酸化（磺化）及磺甲基化反应　216
12.3.6　接枝共聚和氧化偶合　216
12.4　植物多酚用于重金属离子处理及进展　217
12.5　小结　217
参考文献　218
第13章　磺化-胺甲基化改性植物多酚（单宁）对Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）的吸附　221
13.1　引言　221
13.2　实验研究方法　221
13.2.1　植物多酚（单宁）改性　221
13.2.2　实验研究方法　221
13.3　磺化-胺甲基化改性植物多酚的表征　222
13.4　pH对平衡吸附沉淀量的影响　224
13.5　吸附平衡　227
13.6　初始浓度对吸附沉淀量影响　230
13.7　温度对吸附沉淀量的影响　232
13.8　小结　235
参考文献　236
第14章　氧化降解植物多酚（单宁）对Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）的吸附　237
14.1　引言　237
14.2　实验研究方法　237
14.2.1　植物多酚（单宁）氧化降解改性　237
14.2.2　实验研究方法　237
14.3　氧化降解改性植物多酚的表征　238
14.4　pH对平衡吸附沉淀量的影响　242
14.5　吸附平衡　244
14.6　初始浓度对吸附沉淀量的影响　249
14.7　温度对吸附沉淀量的影响　250
14.8　小结　253
参考文献　254
第15章　深度亚硫酸化植物多酚（单宁）对Cu（Ⅱ）和Pb（Ⅱ）的吸附沉淀　255
15.1　引言　255
15.2　实验研究方法　255
15.2.1　植物多酚（单宁）深度亚硫酸化改性　255
15.2.2　实验研究方法　255
15.3　pH对吸附沉淀量的影响　256
15.4　吸附平衡　258
15.5　初始浓度对吸附沉淀量的影响　262
15.6　温度对吸附沉淀量的影响　264
15.7　小结　267
第16章　磺化-胺甲基化改性植物多酣（单宁）对Sr（Ⅱ）的吸附　269
16.1　引言　269
16.2　实验研究方法　269
16.2.1　植物多酚（单宁）磺化-胺甲基化改性　269
16.2.2　实验研究方法　269
16.3　pH对吸附沉淀率的影响　270
16.4　吸附平衡　270
16.5　初始浓度对吸附沉淀率的影响　271
16.6　温度对吸附沉淀率的影响　272
16.7　小结　273
第17章　亚硫酸化植物多酹（单宁）对Sr（Ⅱ）的吸附沉淀　274
17.1　引言　274
17.2　实验研究方法　274
17.2.1　植物多酚（单宁）亚硫酸化改性　274
17.2.2　实验研究方法　274
17.3　pH对吸附沉淀率的影响　275
17.4　初始浓度对吸附沉淀率的影响　275
17.5　温度对吸附沉淀率的影响　276
17.6　小结　277
第18章　疏水改性葡甘聚糖（DKGM）对Cu2+和Pb2+的吸附　278
18.1　引言　278
18.2　实验研究方法　278
18.2.1　疏水性DKGM吸附材料制备　278
18.2.2　吸附实验　278
18.3　疏水改性葡甘聚糖（DKGM）的吸附材料的微观结构　279
18.4　pH的影响　280
18.5　吸附材料用量的影响　281
18.6　吸附时间及吸附动力学　281
18.7　等温吸附　283
18.8　小结　285
参考文献　285
第19章　活化热塑性DKGM对Cu2+及Pb2+吸附　286
19.1　引言　286
19.2　实验研究方法　286
19.2.1　热塑性DKGM吸附材料的制备　286
19.2.2　热塑性DKGM的加工及活化　286
19.2.3　静态吸附实验　287
19.2.4　动态吸附实验　288
19.2.5　吸水率测定　289
19.3　碱浓度对水解时间的影响　289
19.4　pH的影响　291
19.5　吸附材料用量的影响　292
19.6　吸附时间的影响及其吸附动力学　292
19.7　等温吸附　294
19.8　动态吸附实验　296
19.9　小结　297
参考文献　298

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