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1、有机吸附剂,1.天然有机吸附剂 2.人工有机吸附剂3.前景展望,天然有机吸附剂,1.类型2.特点3.举例4.目前的应用状况,类型,一、纤维素类吸附剂二、甲壳质类吸附剂三、淀粉型吸附剂 四、琼脂糖和葡聚糖型吸附剂,特点,1.大分子聚合物多糖 特殊结构决定了其特殊的物化特性（对人对环境无毒害，具有高吸附活性）2.生物聚合物，储量丰富，价格便宜 3.可再生，可改性，可生物降解,举例,壳素甲壳类动物壳中的一种粘多糖，海产品加工的废 弃物，继纤维素之后第二大类生物聚合物。最丰富的氨基多糖 壳聚糖壳素的一种衍生物 淀粉含量最多的生物聚合物之一，植物中储存能量。两种类型：支链淀粉和直链淀粉，单体都是葡萄糖
2、环糊精淀粉的一种衍生物（结构）,结构式,纤维素的结构式,结构式,壳聚糖的结构式,结构特点,1.单体是葡萄糖或葡萄糖上的一个或几个羟基被其他官能团取代得到的物质，多羟基，亲水性 2.大量官能团：羟基，氨基，乙酰氨基 因此，对人对环境无毒害，具有高吸附 活性，易生物降解性,多糖的衍生物,多糖的官能团有高的化学反应活性，可发生成醚反应，酯化反应，水解，氧化及酶降解等反应，生成多种衍生物。衍生物分类 1.改性聚合物：如阳离子淀粉，羧甲基淀粉 2.以多糖为基础的物质：树脂，凝胶，膜,目前的应用状况,目前主要应用以多糖为基础的物质，这种物质可通过两种方法获得：1.交联反应：羟基或氨基通过交联剂发生交联反应
3、，形成不溶于水的交联网络物理凝胶(各种可逆交联)和化学凝胶(不可逆，共价键化学交联)2.将聚多糖固定在不溶于水的载体上，形成混合吸附剂材料,交联多糖,壳聚糖交联结构：,交联多糖,壳聚糖与表氯醇的交联,交联多糖,壳聚糖与戊二醛的交联,交联多糖,交联淀粉,交联多糖,交联多糖的优点：1.交联剂较为便宜，交联造价比较低2.形式多样：不规则颗粒，规则珠状颗粒，膜，涂层，纤维，海绵状等3.不溶于酸，碱，有机溶剂4.跟母系物比，更抗剪切力，高温，低pH值 5.在水中的膨胀性能提高了，扩散更快，动力学特性更好6.增大了吸附位点的密度，增大了表面极性和亲水性，提高了极性物质的吸附量，同时改善了对目标物质的选择性
4、7.同样容易再生,交联多糖,工业化应用的困难1.物质特性的多样性：交联剂，交联度，反应速度和颗粒性质（形状，大小，密度）的不同限制了大规模应用 2.交联条件很苛刻（交联密度大，膨胀性小，扩散慢；交联密度小，机械强度不高）3.交联降低了链的灵活性，吸附位点的可移动性，从而降低了吸附效率和吸附量。为了保证链的牢固性，高的交联度又是必须的,混合吸附剂材料,多糖+不溶载体 多糖的吸附特性+载体的高强度，结构（大的表面积），化学特性（极性）优点：1.混合吸附剂比单一吸附剂有更高的吸附量，聚合物的需要量降低2.结合过程中，吸附位点的可移动性没有受到影响 3.易再生再利用,吸附机理,离子交换 络合鳌合静电作
5、用 酸碱中和 氢键作用 物理吸附,影响因素,pH值 金属离子半径 吸附剂形状吸附剂浓度电解质其他鳌合剂,有机吸附剂,1.天然有机吸附剂 2.人工有机吸附剂3.前景展望,人工有机吸附剂,简介举例改性影响因素,简介,高聚物(如聚丙烯酰胺、聚羟乙基甲基丙烯酸酯等)。由于其原料易得、丰富，而且还容易引入某些配位体或螯合剂、交联剂等，从而具有良好的吸附性能。它们对重金属离子表现出有很好的选择性和定量吸附性，尤其是对微量的重金属离子都有较好的吸附能力。,简介,高聚物重金属离子吸附剂的结构一般由两部分组成：一是高聚物基质材料，即作为载体部分，主要起到吸附剂的骨架和抗溶等理化作用；二是活性功能基团或螯合剂，吸
6、附剂对水溶液中的某些重金属离子表现出选择性和定量吸附的性能主要是由这部分结构所决定。,目前应用举例,聚甲基丙烯酸羟乙基酯(PHEMA）二(甲基丙烯酸)乙二醇酯-甲基丙烯酸羟乙基酯(EGDMA_HEMA)共聚物 聚乙烯缩丁醛,聚甲基丙烯酸羟乙基(PHEMA）,Denizli 等报道用聚甲基丙烯酸2-羟乙基酯作基材制备出一种微孔膜吸附剂.他们以甲基丙烯酸2-羟乙基酯（HEMA）作单体，制得聚甲基丙烯酸羟乙基(PHEMA)膜.其结构式为,二(甲基丙烯酸)乙二醇酯-甲基丙烯酸羟乙基酯(EGDMA-HEMA)共聚物,以二（甲基丙烯酸）乙二醇酯（EGDMA）和甲基丙烯酸羟乙基酯（HEMA）为共聚单体制备以
7、（PEGDMA-HEMA）共聚物为基材的微珠吸附剂。其共聚物结构式为,聚乙烯缩丁醛,Denizli 等报道了用聚乙烯缩丁醛作为基材的一种具有磁性的重金属离子吸附剂.获得了乙烯缩丁醛、乙烯醇、醋酸乙烯酯三单元连节比例为75:22:3 的聚合物基材，其分子结构式为,高聚物基质材料的改性,高聚物基材对于金属离子虽然也有一定的吸附性，但多数效果不理想；有些基材不经改性也有较好附能力，但经改性后其吸附性能仍有较大的提高空间。改性途径主要有两种，一是对高聚物基材表面进行学修饰，即在基材表面进行衍生等化学反应从而引入活性基团或螯合剂；二是将高聚物基材与其他化学物质进行交联、接枝共聚，从而提高整体材料的化学结
8、构，最终提高重金属离子吸附性能。,影响因素,影响高聚物重金属离子吸附剂吸附性能的因素可以分为两大类，即内部因素和外部因素。内部因素：吸附剂自身的结构特点等引起的吸附剂吸附性能的变化外部因素：吸附剂所处的外部环境或条件对吸附剂吸附性能的影响。,内部因素,吸附剂的孔结构：孔结构决定了吸附剂的物理吸附现象，物理吸附是一种不饱和吸附，是多层吸附，它的吸附力较弱。孔结构是由吸附剂的制备工艺决定的。孔的结构特点又包括孔的大小和孔的分布，它影响到物质在孔里的传输和扩散速度。吸附剂的分子结构：分子结构是由吸附剂材料本身决定的，分子结构产生的吸附是化学吸附，是高聚物吸附剂的主导吸附现象。在同一高聚物基材上引入不
9、同的活性基团得到的吸附剂对金属离子的吸附能力存在很大的差异。吸附剂分子上所携带的活性功能基团对吸附性能有相当的影响，研究发现，吸附剂分子中含有胺基、羟基等活性基团对提高吸附性能具有重要贡献。,外部因素,溶液pH值的影响 重金属离子初始浓度的影响 离子竞争吸附的影响吸附温度和时间的影响,有机吸附剂,1.天然有机吸附剂 2.人工有机吸附剂3.前景展望,前景展望（处理含重金属离子废水）,从近年来发展起来的重金属废水处理新方法来看，主要是为了满足当今日益严格的环保要求，使重属废水得到最终妥善的处置。利用吸附法进行废水中有毒重金属的去除及稀有贵金属的回收，具有高效、经济、简便、选择性好的优点，特别是处理
10、传统方法不能处理的低浓度重金属废水具有独特的应用价值。因此是一种应用前景很广阔的重金属废水的处理手段。新型的吸附剂由于价格低廉，使用后不需回收而可能成为今后比较有竞争力的一种处理方法。在目前的吸附法中，材料吸附发展较为成熟，在实际运用中需要考虑的问题是选择最合适的吸附材料，选材因素主要包括：（1）材料的价格；（2）材料的适用性；（3）材料除去重金属离子的效果；（4）材料的可再生性。而生物吸附在国内外，除了一些个别的应用外，大多数都还处于实验室阶段，在实际运用中有许多问题有待解决，如处理量少、周期较长等。,前景展望（处理有机废水）,对于印染废水的处理，吸附法也表现了良好的处理效果，主要应用的吸附
11、技术有活性炭吸附法，树脂吸附法，矿物废弃物吸附法，新材料吸附法等。活性炭作为一种经典的吸附剂，由于其价格因素及再生的问题，实际应用范围正在变小，但是对其吸附机理的研究将逐步完善，并将对其他吸附剂的研制和优化有着指导性的作用。吸附树脂虽然投资较大，但是由于其合成可以控制，容易再生的特点，将在有资源化价值的染料废水处理领域中有所作为，其吸附脱附机理需要深入研究。某些矿物和废弃物吸附剂由于其价格低廉，来源丰富，可能会大规模应用于染料废水的处理。而新合成的吸附剂尚需在实际应用过程中进一步检验和优化。,前景展望（处理有机废水）,随着合成高分了材料的发展，新型吸附剂在有机化工废水处理中得到广泛应用。特别是近10年，国内在吸附法处理芳香酸类、酚类、芳香胺类废水及其资源化技术方面做了大量的探索和研究工作，取得了许多成功的经验。,前景展望,针对吸附法处理各种废水，除了在新型吸附剂的开发方面，科学家还在吸附处理的工艺和机理等方面开展了广泛深入的研究。而且这些研究将进一步扩展和深入，进一步推动吸附法在废水处理中的应用。,
