文献类型：学位论文

中文题名：环氧氯丙烷交联药渣纤维素水凝胶的制备及其水体重金属的修复性能研究

作者：柯婷[1];

第一作者：柯婷

机构：[1]甘肃中医药大学;

第一机构：甘肃中医药大学

导师：殷晓春;甘肃中医药大学|邓巍伟;甘肃中医药大学

授予学位：硕士

语种：中文

中文关键词：中药渣;纤维素;吸附;水体重金属

年份：2023

摘要：由于工农业的快速发展和环境污染问题日益突出,每年有大量的废水产生,废水造成了严重的环境污染。我国是中医药大国,每年有许多中草药药渣产生,这在一定程度上造成了浪费和对环境造成的污染。因此,合理开发利用中草药药渣资源,制备药渣基生物吸附剂,用来清除水环境重金属离子,既缓解了中药渣对环境造成的污染压力,又提高了其资源化利用程度。本研究分别以中药材甘草、板蓝根和黄芪为原材料,对其进行熬煮、采用Na OH对其进行改性处理,在经过改性后的全部药渣中加入适量的环氧氯丙烷（EPI）,微波溶解,加热制备出环氧氯丙烷药渣基生物吸附剂。通过扫描电镜、红外光谱仪对吸附前后的混合药渣进行表征,并将其用于静态吸附实验,从溶液p H、吸附时间、溶液浓度几个方面探索MR-EPI、MCC-EPI、MR-EPI-CTS-1、MR-EPI-CTS-2吸附剂对含Cu和Cr溶液最佳吸附条件,研究吸附性能与吸附结构之间的关系,为混合药渣在重金属Cu和Cr吸附方面的资源化利用提供科学性指导。实验结果表明:从MR-EPI、MCC-EPI、MR-EPI-CTS-1、MR-EPI-CTS-2水凝胶的形态上看,四种水凝胶均为均一规则,且具有一定的机械性能,在加入壳聚糖后,MR-EPI-CTS-1、MR-EPI-CTS-2整体吸附能力更好,并且水凝胶的弹性和韧性均增加,具有更好的机械性。在形态结构方面,扫描电镜分析可看出,吸附前中药渣基生物吸附剂结构表面被侵蚀,较为粗糙,出现纤维素的断裂及多孔结构,吸附后的水凝胶表面有凸起,表明对重金属离子起到了吸附作用。红外分析表明,环氧氯丙烷与药渣主要成分（纤维素）发生了交联反应。静态吸附实验表明,MR-EPI、MCC-EPI、MR-EPI-CTS-1、MR-EPI-CTS-2四种吸附剂从不同的接触时间、溶液p H和溶液初始浓度对Cu和Cr的吸附性能的测定结果来看,四种吸附剂均对Cu和Cr具有很好的吸附作用,其中四种吸附剂中均对Cu和Cr的吸附性能最好的是MR-EPI-CTS-2。MR-EPI-CTS-2对Cu和Cr的吸附容量在吸附时间为120 min范围内可达到120.75 mg/g,571.75 mg/g。在MR和MCC-EPI两种吸附剂中,MCC-EPI对Cu和Cr的吸附性能均优于MR-EPI,在吸附条件为温度25°C,吸附剂投加量0.01 g,接触时间为120 min时,最大吸附容量为540.75 mg/g;在MR-EPI-CTS-1、MR-EPI-CTS-2两种吸附剂中,MR-EPI-CTS-2对Cu和Cr的吸附性能均优于MR-EPI-CTS-1,在吸附条件为温度25°C,吸附剂投加量0.01 g,溶液初始浓度为700 mg/L时,最大吸附容量为571.75 mg/g。准二级动力学模型能够更好地拟合吸附剂对Cu和Cr的吸附过程,吸附过程符合Langmuir吸附等温模型(Cu)和Freundlich吸附(Cr),吸附过程以化学吸附为主。四种吸附剂对重金属离子的吸附机理主要是静电相互作用的作用。本研究不仅为环境水体重金属污染修复提供实验数据。在实现了药渣的资源化利用的同时,又缓解水体重金属污染,为中草药药渣的高值资源化利用和环境污染修复提供了一定的理论依据。