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赤泥改性及其与壳聚糖复合吸附Cr(Ⅵ)的研究
摘要
本研究主要探讨了赤泥改性及其与壳聚糖复合吸附Cr(Ⅵ)的研究。采用乙酰化、巯基化和孔道修饰等方法对赤泥进行改性处理，并将改性后的赤泥与壳聚糖进行复合，研究复合材料对Cr(Ⅵ)的吸附性能。实验结果表明，赤泥改性后吸附Cr(Ⅵ)的能力得到了一定的提升，而与壳聚糖复合后，复合材料的吸附性能更加优越。同时，实验还发现了一些影响吸附性能的因素，包括pH、吸附时间、初始浓度以及粒径等。本研究对于提高赤泥的利用价值以及寻找新型海洋污染治理材料具有一定的参考意义。
关键词：赤泥改性；壳聚糖；复合；Cr(Ⅵ)；吸附性能
Abstract
ThisstudymainlyinvestigatedthemodificationofredmudanditscompositewithchitosanfortheadsorptionofCr(VI).Redmudwasmodifiedbyacetylation,thiolation,poremodificationandothermethods,andthemodifiedredmudwascompoundedwithchitosantostudytheadsorptionpropertiesofthecompositematerial.TheexperimentalresultsshowedthattheadsorptioncapacityofredmudforCr(VI)wasimprovedaftermodification,andtheadsorptionperformanceofthecompositematerialwasmoresuperioraftercompoundingwithchitosan.Atthesametime,somefactorsthataffecttheadsorptionperformancewerefoundintheexperiment,includingpH,adsorptiontime,initialconcentrationandparticlesize.Thisstudyhascertainreferencesignificanceforimprovingtheutilizationvalueofredmudandfindingnewtypesofmaterialsformarinepollutioncontrol.
Keywords:modificationofredmud;chitosan;composite;Cr(VI);adsorptionperformance
正文
一、引言
海洋环境中的污染物对于海洋生物、人类和生态环境都具有很大的影响。而重金属污染是其中的一种常见污染源，其中Cr(Ⅵ)是一种有毒、致癌、难以降解的污染物质。因此，研究寻找Cr(Ⅵ)的有效治理方法，具有很大的实际意义。赤泥是一种大量产生于铝生产中的工业废渣，含有大量的Fe2O3、Al2O3等金属氧化物质，因其化学性质独特，已被广泛应用于环保材料领域。然而，与其它化学处理方法相比，赤泥吸附Cr(VI)的效果并不理想。因此，本研究以赤泥为原料，进行化学改性，并与壳聚糖复合材料进行吸附Cr(Ⅵ)实验研究，旨在提高赤泥的利用价值，并为新型海洋污染治理材料的寻找提供一定的参考。
二、实验材料和方法
2.1实验材料
本实验所用的赤泥样品采集自某铝企业产生的工业废渣，壳聚糖为食品级壳聚糖（分子量约15kDa）。NaOH和HCl为工业纯试剂。Cr(Ⅵ)标准溶液，其浓度为1000mg/L，用于实验中的工作溶液的制备。
2.2赤泥改性实验
（1）乙酰化改性：将赤泥与一定比例的乙酰化剂混合，在加入足量氯化钠后溶液标准化。在水热条件下，将混合物进行反应，合成乙酰化赤泥样品。
（2）巯基化改性：将赤泥与巯基化剂及一定比例的NaOH混合，溶液在水热条件下进行反应，并通过滤纸分离样品，制备出巯基化赤泥样品。
（3）孔道修饰：用NaOH溶液对赤泥进行孔道修饰，并在铵盐下完成交换反应，得到孔道修饰样品。
2.3吸附实验方法
将所得赤泥样品与壳聚糖复合样品加入不同浓度的Cr(VI)溶液中，在一定温度条件下进行静态吸附实验。实验过程如下：将一定量的样品和一定浓度的Cr(Ⅵ)溶液加入到容量约为100mL的瓶中，摇动或搅拌，使样品与溶液充分接触。然后分别调节pH值，并控制吸附时间。吸附结束后将吸附液经过总体、粘基等处理后，用原子吸收光谱仪（AAS）测定吸附液中Cr(Ⅵ)的浓度，以计算出吸附量和吸附率。
三、实验结果与分析
3.1赤泥化学改性效果
改性后的赤泥样品被称为Ac-RM、TS-RM和CM-RM，分别代表经过乙酰化、巯基化和孔道修饰改性的赤泥。研究发现，Ac-RM吸