目录
1 绪论 1
1.1 铅的污染现状及处理方法 1
1.2吸附剂概述 3
1.3 凹土简介 3
1.4 课题研究内容及意义 4
2磁性凹土基复合材料的制备与表征 5
2.1实验仪器 5
2.2实验药品 6
2.3磁性凹土基复合材料的制备 6
2.4磁性凹土基复合材料的表征 7
3磁性凹土基复合材料对水中铅的吸附研究 10
3.1铅标准曲线的测定 10
3.2最佳吸附剂用量确定实验 11
3.3溶液pH对吸附效果的影响 11
3.4吸附时间对吸附效果的影响 12
3.5共存离子的影响 12
3.6脱附实验 12
3.7结果与讨论 13
4结论与展望 16
4.1结论 16
4.2展望 17
致谢 18
参考文献 19
1 绪论
1.1 铅的污染现状及处理方法
1.1.1 铅污染的来源
铅在自然界中广泛存在，人类自有文字记载以来，一直在不断地开发和利用，我国古人李时珍在《本草纲目》中就有关于铅中毒的记载，尤其是近一百年来，铅被广泛应用在工业、农业和人们的日常生活中。电池生产车间、采矿厂、石油化工厂、废电池回收利用等行业都是含铅废水主要来源[1]。其中，最主要来源是电池工业，其次是石油工业生产汽油添加剂[2,3]。这些企业产生的废水废渣没有经过科学合理的处理，不达标便随意排放，使得目前铅污染现象越来越严重。
1.1.2 铅污染的危害
由于铅在现代工业中的广泛使用，铅离子以各种形 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2 
式排放到大气、土壤、水源中，生长在被污染环境中的动植物也受其影响，最终人类通过饮用被铅污染的水源，呼吸含铅废气以及消化含铅食物，在体内产生富集[4]，由此对人们的身体造成巨大的危害。人体内的细胞易与铅离子产生结合，进而损伤人体的神经、软组织、造血、消化、生殖、肾脏等系统和器官[5,6]，且不同的铅化学形态具有不同的毒理性质。长期暴露在含铅环境下，体内富集的铅会阻碍血细胞 的形成，产生智力下降、精神低落等症状[7]；蓄积达到一定程度后还会造成噩梦、失眠 、精神障碍、头痛等慢性中毒症状；严重者还可有恶心、乏力、食欲不振、腹胀、腹痛或腹泻 等。铅还可通过血液进入脑组织，使大脑中的活性蛋白变性失活，使大脑的整合协调功能紊乱[8]，甚至使脑细胞死亡，从而使大脑遭受永久性的、不可逆的损伤[9]。并且研究表明，儿童时期暴露在含铅环境中，会对儿童以后的智力听力发育等造成不可磨灭的伤害[10]。
近年来，人们对自身健康的关注以及对环境保护的重视，针对铅的吸附研究越来越多，选择一种合适的处理方法势在必行。
1.1.3 处理方法
纵观国内外，目前对于铅离子处理方法研究比较成熟的主要有：吸附法、沉淀法、电解法以及膜分离法等。
（1）吸附法
目前，废水中常用的处理铅离子的吸附法主要有物理吸附法、化学吸附法和生物吸附法。
物理吸附法实质是利用吸附剂特殊的物理性质，比如较大的比表面积、表面微孔结构以及较高的表面活性等性能，通过分子间物理作用力吸附铅离子来达到去除的目的[11]。物理吸附法具有简便易行，吸附剂价格低廉，吸附过程可逆的特点，并且pH对物理吸附的影响较大，可以通过改变pH或温度实现脱附，可以重复利用吸附剂，降低成本。
化学吸附法是指通过吸附剂电子转移或共用电子对与铅离子形成共价键或表面配位化合物[12,13]。化学吸附法利用吸附剂的一些特定基团，与铅离子发生一系列的物理化学变化，将铅离子吸附到表面，从而达到去除效果。
生物吸附法利用生物材料对重金属离子的天然亲和力进行吸附，常采用的吸附剂主要分为活性吸附剂与死体吸附剂[14]。前者主要包括细菌、真菌、藻类等微型生物，与铅离子接触可以吸收到体内并进行转化。后者主要有微生物分泌物以及死体细胞、草类残废弃物、农作物秸秆等，具有来源广、成本低、可降解、吸附效果好的特点[15]。但是该法的缺点是在铅离子浓度低时可以发挥较好作用，若铅离子浓度过高，生物的存活存在难度。另外，生物的培养周期较长也为处理带来不便。
（2）沉淀法
沉淀法是通过在含铅废水中加入合适的化学沉淀剂或是絮凝剂使铅离子去除。前者是与铅离子发生化学反应。从而转变为难溶的沉淀物；后者通过絮凝剂架桥、网捕吸收、絮凝团聚的作用去除水中的铅离子[16,17]。该法具有效果好、速度快、出水水质稳定等特点 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2 
，但其缺点是化学试剂用量需准确，过多则会造成环境二次污染，过少达不到处理效果。
（3）电解法
电解法作用机理是铅离子在电解池阴极得到电子被还原为金属Pb沉淀从废水中除去的方法。采用简单的单阴/阳极体系电解铅时，由于阴极电流速率较低，导致铅的电流效率低和铅沉积速度慢，难以实现深度净化[18]。电解法处理过程中不需要加入新的化学药剂，不产生二次污染、重金属能够重复利用，但能耗大、成本高。
（4）膜分离法
膜分离法是利用特殊的半透膜将溶液隔开，以浓度差、压力差或电场力为驱动力，废水流经半透膜面时，Pb2 +污染物被截留，水分子透过膜孔，废水得到净化。在重金属离子废水处理中使用较多的膜分离法有超滤、液膜和反渗透等[19]，膜分离技术与传统分离技术相比，具有节能、无相变、设备简单、操作方便等优点[20]，适用于处理浓度较低的废水，但其使用半透膜容易产生堵塞，需要定期处理。并且膜组件的使用成本较高也是其难以广泛使用的一个原因。
以上几种处理方法，都存在一些问题，化学沉淀法适用于处理高浓度的铅离子废水，电解法、膜分离法花费较大，能耗较高。相对的，吸附法更加简便易行，但是吸附剂种类繁多，寻找一种高效经济的吸附剂具有重要意义。
1.2吸附剂概述
铅的吸附材料可以分为无机吸附剂和有机（高分子）吸附剂。常用的无机吸附剂主要有沸石、硅藻土、活性炭等，都具有比表面积大，稳定性强等优点，其中活性炭效果最为显著，但是其价格较高，回收再利用成本较大，不利于广泛使用。现在的高分子吸附剂发展也十分迅速，可以将传统吸附剂交联，达到优势互补，成为新型聚合材料，效果也很显著，但是制作过程略微繁琐。
本文研究中使用的实验仪器型号与生产厂家如表2.1所示。
表2.1 实验仪器及型号
仪器名称型号生产厂家
真空干燥箱DZF—6020上海鳌珍仪器制造有限公司
气浴恒温振荡器SHZ—82A金坛市顺华一起有限公司
扫描电子显微镜S-3000N日本日立公司

原文链接：http://www.jxszl.com/hxycl/yyhx/27003.html