木质素对废水中Cd3+离子吸附性能的研究

本科生毕业论文（设计）题目： 木质素对废水中 Cd2+吸附性能的研究 院 （系） 化 学 化 工 系 专 业 班 级 化学工程与工艺 2011 级 1 班 学 生 姓 名 樊 华 指导教师（职称） 屈兰竺（副教授） 张 芯（助教） 提 交 时 间 二一五年五月 学 号 2011223323分类号 O0661.1学号：2011223323本科生毕业论文（设计）外文翻译题目： the Adsorption of Lignin to Cd 2 + in Waste Water 院 （系） 化学化工系 专 业 班 级 化学工程与工艺 11 级 1 班 学 生 姓 名 樊 华 指导教师（职称） 屈兰竺（副教授） 张 芯（助教）提 交 时 间 二一五年五月 安康学院学位论文知识产权声明书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：本科生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于安康学院。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时，本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为安康学院。保密论文待解密后适用本声明。学位论文作者签名： 樊 华 指导教师签名： 屈兰竺 张芯 2015 年 5 月 21 日 2015 年 5 月 21 日-安康学院学位论文独创性声明本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安康学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：樊华I木质素对废水中 Cd2+吸附性能的研究樊 华(安康学院 化学化工系，陕西 安康 725000)摘 要：木质素是一种广泛存在于植物体体内木质部中的无定形、分子结构中含有氧代苯丙醇或其衍生物结构单元的芳香性高聚物,由四种醇单体（对香豆醇、松柏醇、5-羟基松柏醇、芥子醇）形成。而本实验即是通过对木质素的吸附性能的研究，以及配置一系列不同浓度梯度的氯化镉溶液，并采取单一变量法，分别改变溶液浓度，pH 值，温度及木质素用量等四个方面去进行逐一分析，再对所配溶液进行搅拌、离心、静置不同时间，然后使用紫外分光光度计测其吸附前后溶液的吸光度数值，从而计算去除率并绘制图表，研究曲线变化形式得出结论，最终得到木质素的吸附性能与改变相关条件的关系，确定其相应的吸附效果。关键词：木质素；镉离子；吸光度；去除率；单一变量法IIthe Adsorption of Lignin to Cd2 + in Waste WaterFan Hua(Department of Chemistry and Chemical Engineering,Ankang University,Ankang Shaanxi 725000 )Abstract:Lignin is a widely present in plants in the amorphous molecular structure containing benzene or a derivative thereof structural units of aromatic polymers in the xylem of plants present in large amounts.In this paper we study on the absorption properties of lignin through this experiment,Through the allocation of a certain concentration of cadmium chloride solution and adoption a single variable method,changing the concentration of the solution,pH value, temperature, reaction time, amount of lignin and so on five aspects one by one analysis,and then the solution was stirred dispensed, centrifuged and allowed to stand at different times.Finally, the use of an ultraviolet spectrometer and the absorption measured before adsorption after adsorption of the solution, so as to calculate the removal rate and draw diagrams, curve variations concluded finally obtained relationship adsorption properties of lignin and change the relevant conditions, determine its corresponding adsorption effect.Key Words：lignin;cadmium;absorption;removal rate;single variable method目 录1.引言 .1 1.1 重金属离子及其危害 .2 1.2 镉离子（Cd 2+） .2 1.3 紫外可见分光光度计原理简介 .31.4 木质素 .31.5 本文的研究内容 .42.实验过程 .4 2.1 实验主要仪器和试剂 .42.2 实验步骤 .42.2.1 氯化镉标准溶液的配置 .42.2.2 用紫外分光光度剂测量吸光度 .52.2.3 改变木质素用量为单一变量的实验步骤 .62.2.4 改变溶液浓度为单一变量的实验步骤 .62.2.5 改变 pH 值为单一变量的实验步骤 .62.2.6 改变温度为单一变量的实验步骤 .63.实验结果与分析 .7 3.1 改变木质素用量与 CdCl2 溶液去除率的关系 .7 3.2 改变溶液浓度对 CdCl2 溶液去除率的关系 .7 3.3 改变 CdCl2 溶液的 pH 值与去除率之间的关系 .83.4 改变 CdCl2 溶液温度与去除率之间的关系 .9 4.实验结论 .10参考文献 .11 致 谢 .12学 号 1百手起驾 整理为您1.引言：1.1 重金属离子及其危害废水的来源主要有以下几个方面：矿石、冶金、电解、镀膜、农药、医疗、油漆、染料等工厂排出的有害废水。废水中重金属从类别到数量及存在的化合价态又因不同的生产单位而有所不同。目前，重金属很难被分解破坏，所以方法只有从转变其位置或者改变其物理形态、化学形态为主。举个例子而言，重金属离子经由沉淀法处置以后，废水中的含量即从已经溶解后的离子形态变化为难溶性化合物，经过一段时间后自然沉淀，然后从水里逐渐扩散到污泥里；其二，再经过离子交换处理法处理，可以使得重金属离子转化到树脂上（离子交换型），通过再生，又从离子交换树脂上不断转化入重新生成的废液中。诚然，要处理重金属废水，必须遵循以下几个原则：第一步，最为基础的还是改良生产工程工艺。尽量减少使用毒性大的重金属；第二步，采取恰当的流程、严格的管理和科学的操作，以便降低重金属使用和废水中流失值，努力做到减少外排废水低于一定限度内 1 。金属废水在哪里产生就在哪里处理掉最好，更不应该的是不同其他不同废水的相混，避免让处理过程趋于复杂。也不应将不经过处理的废水排入城市下水道造成污染，扩大重金属的流动范围。 2而在处理重金属废水的过程中，通常可以分成两个大的方面：其一，废水中已经溶解了的重金属变化为不易溶解的化合物或元素形态，通过沉淀或者浮于水面上的方法从废水中除掉。这里可以用到的方法如中和沉降法、氮养化物沉淀法、浮力分离法、电解后再沉淀、隔膜电解法等等；其二，废水中的重金属应该以在不改变其化学形态为基础，通过进行浓缩和离解，在此有反渗透方法、蒸发法、离子互换法等。 3 所应用的方法要依据废水的质量、浓度等各个因素独立或两两组合后应用。鉴于目前我国自然生态破坏和环境污染日趋严重，废水中镉离子等金属离子处理仍然是一个较难以解决的问题，而探索新的环保材料，寻求一个比较低廉的净化废水材料，从而降低污水处理的成本，提高净化效率就成为各个工厂亟待解决的重大问题。 1.2 镉离子（Cd 2+）镉离子是重金属冶炼、冶金工艺中污水中的一种常见离子，说到重金属，是指其比重超过 5 的金属,约有 45 种,如铅，镍，铜，锌，汞，银等。重金属离子的产生，很多是归结于工业生产过程，倘若没有经过处理过滤后就擅自排放到自然之中则会引起很大的金属污染。从冶炼、机械、化学化工、电子、仪器等传统工业中许多生产过程中产生的含重金属离子废水是对水环境污染的重金属离子的污染源。 4 有些人们饮用被重金属离子污染的水，极易造成人体罹患重大疾病，各有甚者会导致癌症的发生。而镉离子的危害主要来源于以下三个方面：一，大气，大气中的镉主要来自工业生产，包括有色金属的锻炼、烧制，开采矿山中矿物的煅烧，有镉离学 号 2百手起驾 整理为您子废弃物的处置，其中就包括应用很广的旧钢铁冶炼，众所周知，汽车行业现在非常发达，而对汽车当中散热器铜的回收，废弃塑料制造品的焚化等等都有应用 5 。这些气体流经大气后，镉离子的化学形态就会发生变化，主要有 Cd(SO4)2、硒硫化镉、CdS 和 CdO，主要存在于固体颗粒物中，同时在大气中会有一部分 CdO 以微小的气溶胶状长期悬浮。再来看水体，水体中的镉污染大多取自地表径流中，而在工厂里排出的废水也占大多数。在制取硫铁矿石时，H 2SO4和磷矿石制取时获得的磷肥中含镉的浓度也高出不少，经检测，每升废水中镉的含量达到了好几百微克，在气体中的 Pb、Zn 等矿石和有色金属锻造、烧结，在塑料制品燃烧时形成的镉无法分散都会进入纯净的水体里；在城市市民的饮用水中，经常会因为容器类或者管道类的污染，使饮用水中镉的含量也会增加不少。在工厂中排放的废水又会使近海中鱼类、鸟类、浮游生物体内的镉含量超过远临海域，非工业区镉含量的地表水低于工业水。土壤：经检测，每斤土壤含镉量为 0.005 到 1 毫克，平均值每斤约为0.175 毫克。再者，铝制品冶炼厂附近及下风向区域中土地中的含镉量变高，从而引起土地荒芜。不断的含镉废渣堆积又使一些镉的化合物渗入土地和水质当中 6 。在当今的工厂下，磷肥使用量的面广且大，因此，在一定程度上，土地、农作物中来自磷肥和农药含量镉，在很大方面都会超过来源其他方面的污染源。外国的某环境厅于上世纪 80 年代曾经调查了三十多个市、县、区的一百多个含镉地区的土壤情况，得出每斤土壤含镉平均值最高为 7.513 毫克。在发生类似疾病稻谷产区，受到污染的每斤土壤中镉含量也多于 25 毫克 7。 而在我国，北京污水灌溉地土地表层每斤土壤的含镉量均到了 0.26 毫克，是当地本底值的 6 倍以上。所以，本实验在调查以上污染源的基础上，确定了该实验的实施。1.3 紫外可见分光光度计原理简介 基于一些基团吸取了紫外可见辐射出的光波后，分子的紫外可见吸收光谱发生了电子能级跃迁而产生的吸收光谱。因为每个物质所拥有的不同分子、原子、空间结构都不尽相同，所以它们的吸收光能量的具体状况也有所差异 8 。 因此，各个物质就会有各自特定的、固有的吸收光谱线，而根据这个原理，就可在吸收光谱上的某区域段的特征波长处测量其吸光度，进而比较不同吸光度的高低