论文部分内容阅读
快速、大容量、可回收再生、及良好的稳定性和耐温性,是水体重金属污染应急处理吸附材料的重要性能。本文采用壳聚糖材料作为吸附剂,通过水热氧化-溶胶凝胶方法成功制备了纳米级的Fe3O4@SiO2@Chitosan颗粒(Magnetchitosannanoparticles,MCNPs)。这种新型吸附剂对Cd2+和Cu2+的吸附在2min内就可完成,吸附过程满足准二级吸附动力学方程,其饱和吸附容量分别为110.0和89.1mg/g,且能够通过酸洗脱附,脱附率分别达到92.7%和94.6%;3次回用后吸附容量仍能达到92.2和79.8mg/g;经60℃水浴处理半小时后吸附率仅分别下降1.9%和1.4%;而且该吸附剂具有较大的饱和磁化强度(13.3emu/g),可通过磁场进行快速回收,以及很小的矫顽力(1.4mT),保证了其不易磁化团聚,并在水中分散性良好。可见,MCNP是一种可回收再利用、可满足重金属应急污染处理要求的吸附剂。推导出当磁场高度为H时、悬浊液流量为Q、横截面积为A、密度为ρ0、粘度为μ、悬浮颗粒平均个体质量为m、密度为ρ、悬浮颗粒总体有效截面积为S的悬浊液中,磁性颗粒的受力方程为π/6(ρ-ρ0)gd3+KSBH-3πμvd=mdv/dt。进一步地,得到了被完全回收所需要的理论磁场长度为L≥2.38Q/AKS√∫H/O m/f(h)g(h) dh,其中f(h)为磁场强度的分布函数,与磁场特性有关;g(h)为磁感应强度的函数变化曲线,与磁场强度以及磁性材料的特性有关。磁性颗粒在磁场中的理论捕集效率为η=2Q/1whKS√∫H/O m/f(h)g(h) dh。