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第1章 水中阴离子污染及处理工艺1

1.1概述1

1.2水中各种阴离子的污染现状、环境危害及环境标准4

1.2.1硝酸盐离子4

1.2.2磷酸盐离子5

1.2.3高氯酸盐离子6

1.2.4重铬酸根离子8

1.3阴离子污染物的处理工艺9

1.3.1化学法9

1.3.2电化学还原法10

1.3.3膜分离法11

1.3.4膜生物反应器12

1.3.5水生物法13

1.3.6微生物法14

1.3.7吸附与离子交换法15

1.4 本章小结17

参考文献17

第2章 吸附与吸附材料的分类23

2.1吸附23

2.1.1吸附概述23

2.1.2吸附的研究发展23

2.2吸附材料的分类26

2.2.1无机离子吸附交换材料26

2.2.2离子交换树脂29

2.2.3吸附树脂材料30

2.2.4纤维吸附分离材料30

2.2.5活性炭及活性炭纤维31

2.2.6甲壳素类吸附材料32

2.2.7工业固体废弃物类吸附材料33

2.2.8生物质吸附材料33

2.3本章小结35

参考文献35

第3章 生物质吸附材料的研究现状37

3.1秸秆资源化利用现状37

3.1.1秸秆的产生量37

3.1.2秸秆的主要利用途径37

3.2秸秆的主要组成和结构分析39

3.2.1纤维素40

3.2.2半纤维素41

3.2.3木质素42

3.2.4其他组分43

3.3纤维素改性研究进展43

3.3.1天然纤维素对重金属离子的吸附44

3.3.2纤维素预处理44

3.3.3纤维素化学改性47

3.3.4纤维素生物改性51

3.4纤维素吸附材料52

3.4.1阴离子吸附材料53

3.4.2阳离子吸附材料53

3.4.3两性离子吸附材料54

3.4.4离子螯合剂55

3.5本章小结57

参考文献58

第4章 阴离子生物质吸附材料的研究现状63

4.1阴离子生物质吸附材料的制备63

4.1.1生物质多孔吸附材料的制备63

4.1.2生物质阴离子树脂的制备64

4.1.3生物质金属负载吸附材料的制备67

4.1.4其他生物质吸附材料69

4.2生物质吸附材料去除阴离子的应用70

4.2.1硝酸盐、磷酸盐、氟离子的去除70

4.2.2高氯酸盐、氰离子的去除71

4.2.3重金属型阴离子污染物的去除72

4.2.4阴离子染料的去除73

4.3生物质吸附材料的再生74

4.3.1微波辐射再生法74

4.3.2化学试剂再生法74

4.3.3热再生和超声波再生75

4.3.4微生物再生法75

4.4本章小结77

参考文献78

第5章 阴离子生物质吸附材料的制备工艺82

5.1影响生物质秸秆改性的因素82

5.1.1纯纤维素的改性82

5.1.2纯木质素的改性85

5.2吡啶催化法制备阴离子麦草秸秆吸附材料的研究89

5.2.1合成影响因素的选择90

5.2.2单因素实验确定的最佳合成条件92

5.2.3正交试验确定合成条件对改性效果的影响100

5.2.4最佳合成条件的确定103

5.3中间体引入法制备阴离子生物质吸附材料的研究103

5.3.1环氧基中间体的制备103

5.3.2正交实验确定中间体制备的最佳工艺条件108

5.3.3中间体引入法制备阴离子生物质吸附材料109

5.3.4正交实验确定中间体引入法的最佳工艺条件112

5.4乙二胺交联法合成生物质吸附材料的研究113

5.4.1不同生物质及其投加量对改性效果的影响114

5.4.2溶剂DMF投加量对改性效果的影响115

5.4.3乙二胺投加量对改性效果的影响115

5.4.4三乙胺投加量对改性效果的影响116

5.4.5合成温度对改性效果的影响117

5.4.6合成时间对改性效果的影响118

5.4.7正交实验优化合成条件119

5.5本章小结122

参考文献123

第6章 阴离子生物质吸附材料的表征124

6.1物化成分分析124

6.1.1增重率和产率124

6.1.2热重分析125

6.1.3元素分析126

6.2物化表面分析128

6.2.1 Zeta电位分析128

6.2.2 BET比表面积及孔隙结构分析129

6.2.3扫描电镜分析130

6.3能谱分析132

6.3.1 X射线衍射分析132

6.3.2红外光谱分析133

6.3.3固体核磁共振分析135

6.3.4拉曼光谱分析136

6.3.5 X射线光电子能谱分析139

6.4本章小结145

参考文献146

第7章 阴离子生物质吸附材料对硝酸盐的静态吸附特性148

7.1吸附动力学和吸附热力学的主要模型148

7.1.1吸附热力学研究的主要模式148

7.1.2吸附动力学研究的主要模式149

7.2阴离子麦草秸秆吸附材料对水中硝酸盐的静态吸附研究151

7.2.1投加量对吸附效果的影响151

7.2.2吸附体系的pH对吸附效果的影响152

7.2.3阴离子麦草秸秆吸附材料对硝酸盐的吸附等温线153

7.2.4阴离子麦草秸秆吸附材料对硝酸盐的吸附动力学研究155

7.2.5阴离子麦草秸秆吸附材料对硝酸盐的吸附热力学研究158

7.3动态过柱吸附硝酸盐的实验研究159

7.3.1不同填柱高度的过柱穿透曲线159

7.3.2不同过柱流速的过柱穿透曲线160

7.3.3不同浓度硝酸盐的过柱穿透曲线161

7.3.4不同过柱pH的过柱穿透曲线162

7.4改性玉米秸秆对水中硝酸盐的吸附研究162

7.4.1改性玉米秸秆投加量对吸附效果的影响163

7.4.2溶液pH对吸附效果的影响163

7.4.3温度对吸附效果的影响164

7.4.4振荡时间对吸附效果的影响165

7.4.5竞争吸附试验167

7.5本章小结168

参考文献169

第8章 阴离子生物质吸附材料对水中磷酸盐的吸附研究171

8.1阴离子麦草秸秆吸附材料对水中磷酸盐的静态吸附研究171

8.1.1投加量对吸附效果的影响171

8.1.2吸附体系的pH对吸附效果的影响171

8.1.3阴离子麦草秸秆吸附材料对磷酸盐的吸附等温线173

8.1.4阴离子麦草秸秆吸附材料对磷酸盐的吸附动力学174

8.1.5阴离子麦草秸秆吸附材料对磷酸盐的吸附热力学177

8.2动态过柱吸附磷酸盐的实验研究178

8.2.1不同填柱高度的过柱穿透曲线178

8.2.2不同过柱流速的过柱穿透曲线178

8.2.3不同浓度磷酸盐的过柱穿透曲线179

8.2.4不同过柱pH的过柱穿透曲线180

8.3改性玉米秸秆对水中磷酸盐的吸附研究180

8.3.1投加量对吸附效果的影响180

8.3.2 pH对吸附效果的影响180

8.3.3初始浓度对吸附效果的影响182

8.3.4温度对吸附效果的影响183

8.3.5吸附动力学研究184

8.3.6吸附热力学研究185

8.4改性芦竹季铵盐吸附材料对溶液中磷酸盐的静态吸附作用187

8.4.1吸附材料投加量对水溶液中磷酸盐吸附效果的影响188

8.4.2溶液pH对水溶液中磷酸盐吸附效果的影响189

8.4.3振荡速率对溶液中磷酸盐吸附效果的影响190

8.4.4不同初始浓度的吸附动力学研究190

8.4.5不同溶液温度的吸附动力学研究191

8.4.6活化能的确定193

8.4.7吸附等温线193

8.4.8热力学参数194

8.5本章小结195

参考文献195

第9章 阴离子生物质吸附材料对水中高氯酸盐的吸附研究197

9.1阴离子麦草秸秆吸附材料对水中高氯酸盐的静态吸附研究197

9.1.1投加量对吸附效果的影响197

9.1.2吸附体系的pH对吸附效果的影响198

9.1.3阴离子麦草秸秆吸附材料对高氯酸盐的吸附等温线199

9.1.4阴离子麦草秸秆吸附材料对高氯酸盐的吸附动力学200

9.1.5阴离子麦草秸秆吸附材料对高氯酸盐的吸附热力学203

9.2动态过柱吸附高氯酸盐的实验研究204

9.2.1不同填柱高度的过柱穿透曲线204

9.2.2不同过柱流速的过柱穿透曲线205

9.2.3不同浓度高氯酸盐的过柱穿透曲线205

9.2.4不同过柱pH的过柱穿透曲线206

9.3阴离子玉米秸秆吸附材料对高氯酸盐离子的吸附特性研究207

9.3.1改性玉米秸秆吸附材料吸附动力学研究207

9.3.2改性玉米秸秆吸附材料吸附等温线测定211

9.4本章小结213

参考文献214

第10章 阴离子生物质吸附材料对水中重铬酸盐的吸附216

10.1阴离子麦草秸秆吸附材料对重铬酸盐的静态吸附216

10.1.1投加量对吸附效果的影响216

10.1.2吸附体系的pH对吸附效果的影响217

10.1.3阴离子麦草秸秆吸附材料对重铬酸盐的吸附等温线218

10.1.4阴离子麦草秸秆吸附材料对重铬酸盐的吸附动力学221

10.1.5阴离子麦草秸秆吸附材料对重铬酸盐的吸附热力学224

10.1.6改性麦草秸秆吸附六价铬的机理研究225

10.2动态过柱吸附重铬酸盐227

10.2.1不同填柱高度的过柱穿透曲线227

10.2.2不同过柱流速的过柱穿透曲线228

10.2.3不同浓度重铬酸盐的过柱穿透曲线228

10.2.4不同过柱pH的过柱穿透曲线228

10.3阴离子玉米秸秆吸附材料对重铬酸盐的吸附229

10.3.1等电点229

10.3.2阴离子玉米秸秆投加量对吸附效果的影响230

10.3.3 pH对吸附效果的影响231

10.3.4接触时间和初始Cr（Ⅵ）浓度对吸附效果的影响233

10.3.5温度对吸附效果的影响235

10.3.6吸附动力学236

10.3.7吸附等温线240

10.3.8热力学分析244

10.3.9吸附机理245

10.3.10吸附柱数据分析245

10.4本章小结256

参考文献257

第11章 阴离子生物质吸附材料的再生研究261

11.1富集各种阴离子吸附材料的化学再生261

11.1.1不同再生溶液的化学再生效果研究261

11.1.2化学再生次数的效果研究263

11.2富集高氯酸盐吸附材料的化学及微生物再生264

11.2.1富集高氯酸盐吸附材料的化学再生264

11.2.2混合微生物菌群的驯化264

11.2.3富集高氯酸盐吸附材料的微生物再生265

11.3本章小结269

参考文献270

第12章 麦草秸秆两性螯合吸附材料的合成方法及机理探讨271

12.1麦草秸秆两性螯合吸附材料的合成机理探讨271

12.1.1麦草秸秆阳离子化的合成机理272

12.1.2麦草秸秆阴离子化的合成机理272

12.1.3麦草秸秆两性螯合吸附材料的合成机理274

12.2麦草秸秆两性螯合吸附材料的合成方法274

12.2.1单因素试验274

12.2.2正交实验确定合成条件对改性效果的影响278

12.2.3最佳合成条件的确定279

12.3麦草秸秆改性前后物化性质的变化280

12.3.1麦草秸秆改性前后SEM的变化280

12.3.2麦草秸秆改性前后比表面积的变化280

12.3.3麦草秸秆改性前后IR谱图的变化281

12.3.4 麦草秸秆改性前后氮元素含量的变化281

12.3.5麦草秸秆改性前后热重-差热（TG-DSC）分析282

12.3.6麦草秸秆改性前后X射线衍射图的变化283

12.4麦草秸秆两性螯合吸附材料对重金属离子的吸附性能研究284

12.4.1麦草秸秆两性螯合吸附材料对Cu（Ⅱ）的吸附性能研究284

12.4.2麦草秸秆两性螯合吸附材料对Cu（Ⅱ）的吸附动力学研究287

12.4.3麦草秸秆两性螯合吸附材料对Cu（Ⅱ）的吸附热力学研究291

12.4.4麦草秸秆两性螯合吸附材料对Cr（Ⅵ）的吸附性能研究293

12.4.5麦草秸秆两性螯合吸附材料对Cr（Ⅵ）的吸附动力学研究297

12.4.6麦草秸秆两性螯合吸附材料对Cr（Ⅵ）的吸附热力学研究299

12.4.7麦草秸秆两性螯合吸附材料对混合离子的同步吸附性能研究300

12.5不同改性产品对比及结果探讨302

12.6本章小结303

参考文献304

第13章 实际水与废水处理效果307

13.1卧虎山水库水样的处理307

13.1.1改性麦草秸秆的处理效果307

13.1.2改性玉米秸秆的处理效果309

13.2济南光大水务二厂污水处理310

13.2.1改性麦草秸秆的处理效果311

13.2.2改性玉米秸秆的处理效果312

13.3平阴化肥厂废水处理314

13.3.1改性麦草秸秆的处理效果314

13.3.2改性玉米秸秆的处理效果316

13.4本章小结317