摘要: 重金属与染料是两类常见的对生态环境及人类健康危害严重的污染物。吸附法去除水中的污染物具有效率高、操作简便、成本低及可重复使用等优点，开发各种新型吸附剂成为吸附法的研究热点之一。本文以天然荔枝果皮(lychee pericarp，NLC)和龙眼果皮(lon... 展开 重金属与染料是两类常见的对生态环境及人类健康危害严重的污染物。吸附法去除水中的污染物具有效率高、操作简便、成本低及可重复使用等优点，开发各种新型吸附剂成为吸附法的研究热点之一。本文以天然荔枝果皮(lychee pericarp，NLC)和龙眼果皮(longan pericarp，NLG)为原料，在不同温度下(30℃、65℃)制备了聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine，PEI)热化学改性果皮——LC@PEI-30、LC@PEI-65、LG@PEI-30和LG@PEI-65，并对改性前后的果皮材料进行了表征分析，同时考察了其对废水中MO和Cr(VI)的去除效果。具体研究结果如下： (1)经PEI改性后的荔枝果皮和龙眼果皮材料的颜色向红色加深，表面褶皱度增加，EDS、XRD、FTIR和Zeta电位的分析结果证明了PEI中的胺基和亚胺基已经成功接枝到NLC和NLG上，且胺基和亚胺基的引入增强了果皮材料表面的正电性。 (2)经过PEI改性后，荔枝果皮和龙眼果皮吸附剂对MO的吸附能力显著提高。PEI改性荔枝果皮和龙眼果皮对MO的吸附过程则适合用准二级动力学模型和Freundlich等温线模型描述，化学吸附是限速步骤，吸附过程以不规则多层吸附为主。四者对MO的理论吸附容量从大至小依次为LC@PEI-65(349.37 mg/g)、LG@PEI-65(321.68 mg/g)、LC@PEI-30(257.77 mg/g)、LG@PEI-30(242.85 mg/g)。5次吸附-脱附实验证明了LC@PEI-65具有良好的重复利用性和稳定性。MO在PEI改性果皮材料表面的可能吸附机理包括静电相互作用、分子间氢键、π-π色散相互作用和孔隙填充。 (3)在65℃环境下经过PEI改性后，LC@PEI-65的吸附容量相比于NLC提高了136.1%。六种吸附材料(四种改性材料及两种改性前对照)对Cr(VI)的吸附最适合用Elovich动力学模型和Langmuir等温线模型来描述,六种材料对Cr(VI)的理论吸附容量由大到小依次为：LC@PEI-65(156.82 mg/g)、LG@PEI-65(142.74 mg/g)、LC@PEI-30(122.95 mg/g)、LG@PEI-30(110.97 mg/g)、NLG(70.37 mg/g)和NLC(66.41 mg/g)。Cr(VI)在果皮材料上主要发生表面不均匀的化学吸附，吸附过程属于单分子层吸附。热力学分析结果表明LC@PEI-65吸附Cr(VI)的反应是一个可以自发进行的吸热熵增过程。经PEI热化学改性后的果皮材料对Cr(VI)的可能吸附机理主要包括静电吸引作用、还原反应、表面络合以及多孔物理吸附。 综合来看，荔枝果皮和龙眼果皮的PEI热化学改性过程具有步骤简单、耗时短且绿色环保的特点，改性后的果皮材料可以有效的实现废水中MO和Cr(VI)的去除。整个过程贯彻了“以废治废”的原则，实现了农林废弃物的资源化利用。 收起