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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