木质素磺酸钠质量标准(硫酸铜处理水质) 木质素磺酸盐处理含铜废水:& nbsp& nbsp一、引言& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp含重金属离子的工业废水主要来自钢铁和有色金属选矿冶炼企业。 这些企业在生产过程中，会产生各种含铜废水，如果不经有效处理直接排放，会造成环境污染。 目前，常用离子交换法、电解法和化学沉淀法处理含铜废水。 离子交换法处理效果好，但价格昂贵；电解法和化学沉淀法处理效果差，存在二次污染问题。 近年来，世界各国都开始利用自然资源处理重金属工业废水。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp木质素主要来源于造纸工业的蒸煮废水。 用木质素处理含铜工业废水，既能有效解决废水污染环境的问题，又能“以废治废”，带来一定的经济效益。 木质素是一种具有复杂空网络结构的多环化合物，可用作絮凝剂吸附去除重金属离子。但由于其分子量分布宽、分子量低、活性吸附点少，絮凝效果差，处理后的废水难以达标排放。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp为了提高絮凝效果，需要提高其分子量和活性吸附点，因此对木质素进行了改性。 在常规实验室条件下，木质素与丙烯酰胺发生接枝共聚反应，大大增强了木质素的吸附能力。用其处理含铜工业废水，处理效果达到国家污水综合排放标准。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp二。测试& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(1)主要原材料& nbsp；仪器:& nbsp；& nbsp& nbsp工业木质素，由湖南洪江造纸厂提供；木质素磺酸盐由湖南洪江造纸厂提供。 其他试剂为分析纯。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp日本岛津公司73型分光光度计；德国布鲁克公司红外光谱仪；沈阳分析仪器厂凝胶渗透色谱仪；CS-501SP超级数显恒温器，重庆银河测试仪器公司；上海弘毅仪器厂PHS-25酸度计 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(2)改性木质素絮凝剂的制备:& nbsp& nbsp& nbsp称取一定量的木质素磺酸盐于三口烧瓶中，加入蒸馏水，搅拌至完全溶解，安装回流冷凝器，加入一定量的催化剂活化木质素分子，短时间搅拌，加入丙烯酰胺单体，继续搅拌3-4小时，得到接枝共聚物产品。 用丙酮洗涤产物多次，并在真空空中干燥 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(三)含铜废水的处理:& nbsp& nbsp& nbsp含铜废水取自湖南某电镀厂，其废水水质见表1。 & nbsp1 & nbsp水质 排放标准项目:含铜废水排放标准为Cu2+/(mg·L-1)pH 80 ~ 1004 ~ 50.56 ~ 9:& nbsp；& nbsp& nbsp将100mL含铜工业废水放入250mL锥形瓶中，加入一定量的自制改性木质素磺酸盐和木质素磺酸盐。以200转/分钟的速度搅拌60秒，使絮凝剂充分分散，然后将搅拌速度逐渐降低至约50转/分钟，再搅拌60秒，静置2小时。取上清液测定Cu2+的质量浓度和pH值 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp三。结果和讨论& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(1)木质素磺酸盐接枝共聚的表征:& nbsp& nbsp& nbsp1.接枝共聚物的红外光谱分析:& nbsp& nbsp& nbsp将纯化的接枝共聚物粉碎，用溴化钾压制，然后用红外光谱分析。 分析结果如图1所示。 & nbsp& nbsp1 & nbsp改性木质素磺酸盐的红外光谱:& nbsp& nbsp& nbsp从图1可以看出，N-H非对称伸缩振动吸收发生在3500 cm-1附近，N-H对称振动吸收发生在3200 cm-1附近，N-H弯曲振动吸收发生在1630 cm-1附近，C-N伸缩振动吸收发生在1490 cm-1附近，C = O伸缩振动吸收发生在1730 cm-1附近。 此外，在1045～1180厘米-1范围内出现了中等的SO3振动吸收。 从分析结果可以看出，改性木质素磺酸盐中确实存在—CONH2接枝链，表明接枝改性是成功的。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp2.分子量及其分布:& nbsp& nbsp& nbsp木质素磺酸盐和木质素磺酸盐接枝共聚物的分子量分布概率见图2，分子量见表2和表3。 & nbsp& nbsp2 & nbsp改性木质素磺酸盐的分子量分布概率:2 & nbsp木质素磺酸盐分子量数均分子量Mn峰-尖分子量Mp重均分子量MwZ平均分子量MZ170119824874123:表3:木质素磺酸盐接枝共聚物分子量数均分子量Mn峰-峰分子量Mp重均分子量MwZ平均分子量mz 229795281327250986261183:& nbsp；& nbsp& nbsp从接枝共聚物的凝胶渗透色谱分析数据可以看出，接枝改性后必需磺酸盐的分子量大大增加，分子量分布的均匀性得到改善。 从图2可以看出，仍然有小分子量部分，但比例已经大大降低。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(二)木质素磺酸盐接枝共聚的影响因素:& nbsp& nbsp& nbsp1.温度的影响 接枝共聚:& nbsp；& nbsp& nbsp在其他实验条件不变的情况下，通过改变反应温度可以得到分子量随反应温度的变化，结果如图3所示。 & nbsp& nbsp图3 & nbsp温度的影响 分子量:& nbsp；& nbsp& nbsp从图3可以看出，分子量在较低温度范围内变化缓慢；进一步提高温度，分子量明显下降。 这说明降低温度有利于正反应和木质素分子链的生长，所以反应温度一般不宜过高。 另外，文献中指出，单独使用过硫酸钾时，反应温度应在50℃以上，而当其与还原剂形成氧化还原体系时，反应可在较低温度下进行，因此丙烯酰胺改性木质素磺酸盐的反应温度可选择在室温下。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp2.反应时间对接枝共聚的影响:& nbsp& nbsp在室温下，反应时间分别为1，2，3，4，5，6，7，8h。测定了反应时间对分子量的影响，结果如图4所示。 & nbsp& nbsp图4 & nbsp反应时间对分子量的影响:& nbsp& nbsp从图4可以看出，在反应开始后1小时内分子量显著增加；3小时后，分子量基本稳定。 这表明在室温下，聚合反应在最初3小时内基本完成。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp3.m & nbspomer用量对接枝共聚的影响:& nbsp& nbsp& nbsp当木质素与水的质量比为1∶50，丙烯酰胺的用量为1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0mol/L时，测定单体用量对分子量的影响。结果如图5所示。 & nbsp& nbsp图5 & nbspm omer用量对分子量的影响:& nbsp& nbsp& nbsp从图5可以看出，在相应的反应条件下，当丙烯酰胺单体的量小于1.5mol/L时，分子量随着单体量的增加而显著增加。 这是因为丙烯酰胺用量的增加增加了木质素自由基与丙烯酰胺碰撞的机会。一个木质素自由基会被许多丙烯酰胺分子包围，必需的自由基能与单体充分反应。 但丙烯酰胺用量的不断增加会导致分子量的降低，因此适宜的单体用量为1.5 mol/L。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp(3)影响 铜去除率:& nbsp；& nbsp& nbsp1.处理时间的影响 铜去除率:& nbsp；& nbsp& nbsp向100mL含Cu2+废水中分别加入一定量的改性木质素磺酸盐和木质素磺酸盐，测定不同处理时间的效果。结果如图6所示。 & nbsp& nbsp图6 & nbsp处理时间的影响 铜去除率:& nbsp；& nbsp& nbsp从图6中可以看出，随着处理时间的增加，溶液中Cu2+的质量浓度迅速降低。 对于改性木质素磺酸盐和木质素磺酸盐，当处理时间达到2h时，Cu2+的质量浓度变化不大，趋于平缓。因此，最佳处理时间为2h。 但从图6中可以看出，在相同的处理时间下，改性木质素磺酸盐的去除效果远大于木质素磺酸盐，说明改性木质素磺酸盐对废水中的铜有很好的去除效果。 原因是分子量增大，增加了其活性吸附点，并且由于分子中引入了活性基团，絮凝效果大大提高。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp2.改性木质素磺酸盐用量影响:& nbsp& nbsp& nbsp向100mL含Cu2+废水中加入不同量的改性木质素磺酸盐，测定其对Cu2+去除率的影响。结果如图7所示。 & nbsp& nbsp图7 & nbsp改性木质素磺酸盐用量对铜的影响:& nbsp& nbsp& nbsp从图7中可以看出，随着处理时间的增加，不同剂量的改性木质素磺酸盐溶液中Cu2+的质量浓度迅速降低。 投加量为30mg/L时，Cu2+的去除率明显高于20mg/L和25mg/L，但投加量为40mg/L时，去除效果与30mg/L相近 因此，为了保证Cu2+的有效去除率，改性木质素磺酸盐的用量为30 mg/L & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp3.pH值的影响 铜去除率:& nbsp；& nbsp& nbsp取100mL含Cu2+废水，加入30mg/L改性木质素磺酸盐，用1.0mol/L HCL溶液或1.0mol/L NaOH溶液调节含Cu2+废水的pH值，测定pH值对Cu2+去除率的影响。结果如图8所示。 & nbsp& nbsp图8 & nbsppH值的影响 铜去除率:& nbsp；& nbsp& nbsp从图8可以看出，Cu2++的去除率随着pH值的增加而增加，但当pH值大于7时，去除率明显降低。 因此，含Cu2+废水的pH值控制在4 ~ 7为宜。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp4.温度对铜去除率的影响:& nbsp；& nbsp& nbsp向100mL含Cu2+废水中加入30mg/L改性木质素磺酸盐，用1.0mol/L HCL溶液或1.0mol/L NaOH溶液将含Cu2+废水的pH值调节至5。测定了不同温度对Cu2+去除率的影响。结果如图9所示。 & nbsp& nbsp图9 & nbsp温度对铜去除率的影响:& nbsp；& nbsp& nbsp从图9可以看出，随着温度的升高，Cu2+的去除率变化不大；当温度高于40℃时，Cu2+的去除率降低。 因此，反应温度选择为室温。 & nbsp& nbsp& nbsp& nbsp四。结论& nbsp& nbsp& nbsp& nbsp在一定条件下，丙烯酰胺和木质素磺酸盐进行接枝共聚。反应温度为室温，单体用量为1.5mol/L，反应时间为3小时。改性木质素磺酸盐的分子量大大提高，低分子量木质素磺酸盐的分子量分布明显降低，从而提高了木质素磺酸盐的活性吸附点。 用改性木质素磺酸盐絮凝含铜工业废水，其处理效果远优于木质素磺酸盐，可达到国家污水综合排放标准。 这样既能达到“以废治废”的目的，又能带来可观的经济效益。它是一种很有前途的高分子絮凝剂。 免责声明：本网部分内容来自互联网媒体、机构或其他网站的信息转载以及网友自行发布，并不意味着赞同其观点或证实其内容的真实性。本网所有信息仅供参考，不做交易和服务的根据。本网内容如有侵权或其它问题请及时告之，本网将及时修改或删除。凡以任何方式登录本网站或直接、间接使用本网站资料者，视为自愿接受本网站声明的约束。
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