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随着工业化的快速发展很多行业都产生大量重金属污水,这是引起重金属污染的主要原因。重金属污染对生态环境和人类都具有很大的危害。重金属不能自然降解,会在生物体富集,对人体具有毒性和致癌性。所以,工业污水在排放前一定要去除其中的重金属离子。吸附法去除污水中重金属操作简单、成本低、高效快速,在目前处理重金属的方法中最具研究价值。吸附法研究的焦点是低成本高效吸附剂的研究。对自然环境有一定危害的工业和农业固体废弃物来源广、廉价、数量丰富。从中选取合适的材料制备成高效的重金属污水吸附剂,可以大大降低吸附剂的成本,而且也实现了这些固体废弃物的资源化利用。本课题选用废旧锂离子电池负极碳材料和柚子皮这两种固体废弃物,经过改性处理,制成了两种高效的重金属吸附剂。实验回收的废旧锂离子电池负极碳材料主要成分为人工石墨(AG)粉。首先,用60℃的酸性高锰酸钾溶液对碳材料进行改性处理,在其表面负载MnO2微粒,制成吸附剂MnO2-AG。然后,对AG和MnO2-AG进行比表面积测定、元素含量分析、X射线衍射(XRD)表征、热重分析(TGA)、扫描电镜分析(SEM)和能量色散光谱分析(EDX),一系列分析结果表明制得的MnO2-AG表面负载了一层均匀的MnO2微粒。并通过初步的对比吸附试验证明,改性极大的提高了AG对Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)的去除率。之后,探究了重金属离子初始浓度,吸附接触时间和溶液初始pH对MnO2-AG吸附性能的影响。结果表明MnO2-AG对三种重金属的最大吸附量分别为92.35,23.25和62.7mg/g。最后,对MnO2-AG吸附Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)后的材料进行了XRD、红外光谱(FTIR)表征,分析结果表明吸附的主要机理为材料表面的Mn-OH与重金属离子发生离子交换。柚子皮是一种可再生的农业固体废弃物,实验使用柚子皮中白色海绵状的部分为原材料。首先,原材料与磷酸混合在250℃空气氛活化,制备成柚子皮活性碳吸附剂(PP)。然后,用PP对溶液中Pb(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)进行一系列吸附实验,探究重金属离子初始浓度,吸附接触时间和溶液初始pH对PP吸附性能的影响。结果表明PP对Pb(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)具有很好的吸附能力,最大吸附量为88.74和137.4mg/g。最后,对PP进行元素含量分析,对PP吸附Pb(Ⅱ)和Ag(Ⅰ)前后的材料进行FTIR、SEM、EDX和XRD分析。分析结果表明,PP吸附Pb(Ⅱ)的主要机理为材料表面的H2PO4-基团与Pb(Ⅱ)反应生成Pb5(PO4)3OH晶体;PP吸附Ag(Ⅰ)的主要机理为材料表面的含氧官能团(羧基、羟基和醛基等)吸附Ag(Ⅰ),并进一步发生氧化还原反应将Ag(Ⅰ)还原为单质Ag0,这将有利于对Ag的进一步回收。