氨基硫脲-壳聚糖改性吸附剂的制备与吸附性能研究
壳聚糖的修饰改性及其对重金属和染料的吸附行为研究
壳聚糖的修饰改性及其对重金属和染料的吸附行为研究壳聚糖是一种天然的多糖类化合物,由氨基葡萄糖和乙酰葡萄糖组成。
由于其丰富的氨基和羟基功能团,壳聚糖具有广泛的化学修饰和改性潜力,可应用于环境保护、水处理和废物处理等领域。
在过去的几十年里,壳聚糖的修饰改性受到了广泛的研究关注。
通过对壳聚糖进行化学修饰,可以改变其表面性质和功能,从而增强其对重金属和染料的吸附能力。
壳聚糖的修饰方式包括酸碱改性、水解、甲基化、季铵化、硅烷化、胺基化等。
首先,酸碱改性是最常见的壳聚糖修饰方法之一。
通过改变壳聚糖的pH值,在酸性或碱性条件下,可以调整壳聚糖的电荷密度和溶解性。
研究表明,酸碱改性后的壳聚糖对染料的吸附能力明显增强。
这是因为在酸性环境中,壳聚糖的阳离子形式使其对染料有更强的亲和力;而在碱性环境中,壳聚糖的阴离子形式使其对染料有更好的吸附性能。
其次,水解是另一种常用的壳聚糖修饰方法。
通过水解壳聚糖的乙酰葡萄糖基团,可以暴露出更多的氨基葡萄糖基团,从而增加其与重金属和染料的相互作用能力。
研究显示,水解后的壳聚糖对重金属和染料的吸附能力显著提高。
这是由于水解使得壳聚糖表面暴露出更多的氨基和羟基,增加了其与溶液中离子间的相互作用,并提高了其吸附能力。
此外,甲基化、季铵化、硅烷化和胺基化等修饰方法也被广泛应用于壳聚糖的改性。
这些修饰方法主要通过引入疏水或阳离子性基团,改变壳聚糖的亲水性和电荷性质,从而增强其吸附重金属和染料的能力。
研究发现,甲基化后的壳聚糖对重金属和染料的吸附能力较强,而硅烷化和季铵化则可以进一步提高壳聚糖的吸附性能。
针对壳聚糖修饰改性对重金属和染料吸附行为的研究,许多研究者采用批处理实验和动力学模型来评估壳聚糖材料的吸附性能。
结果显示,通过不同修饰方法改性的壳聚糖对重金属和染料有着卓越的吸附能力。
这种优异吸附性能的原因主要是由于壳聚糖修饰后的材料具有较大的比表面积、孔隙结构和表面活性基团。
此外,壳聚糖材料的吸附性能还受到溶液pH值、离子强度、温度和初始浓度等因素的影响。
负载壳聚糖吸附剂的研制及吸附性能
Ch itosan(% ) 1
2
3
4
6
W (% ) 18 3 24 8 34 5 34 2 27 8
从表可以看出壳聚糖浓度在 3% 时负载量可 达 34 5% , 浓度增大负载量没有明显改善。壳 聚 糖的浓度增大, 极大地增加了溶液的粘度, 制备时 高岭土吸水致使体系变为糊状, 搅拌十分困难, 局 部区域出现固体颗粒不能充分分散而抑制了壳聚 糖的负载, 因此, 制备时采用两次负载的办法。 2 3 SEM 分析
稀释, 50 下搅 拌 1h后, 缓慢加入 5g 高岭土, 持 续搅拌 5h, 离心分离, 洗涤, 抽滤后样品于 55 真 空干燥至恒重。
将第一次负载、干燥后的壳聚糖高岭土, 缓慢 加入到 3% 壳聚糖溶胶 10mL 中, 50 下搅拌 6h, 静置过夜。除去上清夜, 剩余物倾倒入一定量 的 1 0 m o l/L N aOH 中, 搅拌 1h 后, 用去离子水洗至 中性, 抽滤, 真空干燥 24h得桔黄色固体小颗粒。
饱和吸附量 准确称取多份负载壳聚糖颗粒
2 0g 于 具 塞 三 角 瓶 中, 分 别 加 入 浓 度 为 50 ~ 100mg /L 的 CuSO4 溶液 50mL, 25 恒温振荡 24h 后, 取一定量溶液离心 分离, 测定上清 液 Cu2+ 浓 度, 计算吸附量。
度结果如表 2。
表 2 壳聚糖浓度对负载率的影响 T able 2 Effects o f concentration of Ch itosan
图 2 红外图谱
F ig. 2 IR Spectras o f sam ples
A KLN; B CS; C K LN
图 2A 中 3477cm - 1、3622cm- 1、3697 cm- 1 分 别为高岭土的 外表面 OH、内 OH 及内表 面 O 伸 缩振动峰。在图 2C 中此三峰消失, 而出现了 3450 cm- 1处的壳聚糖胺基 N H 伸缩振动中强宽峰, 此 峰与谱 B 中的峰 相比宽度有所减弱, 且图 2C 在 2800 cm- 1处出现了 NH 3 + 的吸收峰, 表明 CS 在与 K LN 包 覆的 过程 中发 生了 键 合形 成 了 伯胺 盐 。其 反应简式为:
2007年《离子交换与吸附》总目次
・7 5 8・
In xhn e n A srd n o cag d dop o E a
2o 年 1 o8 2月 2 0日
硼特效树脂吸附硼的动力学研 究……………… 闫春燕,伊文涛,马培华,邓小川,李法 强,诸葛芹 (o ) 2 0 疏水, 亲水性大孔聚二乙烯基苯, 丙烯酰乙二胺互贯网络的合成及对水溶液中双酚 A的吸附研究 聚
聚苯乙烯 负载聚酰胺一 胺型螯合树脂对 H g 的吸附分离性能……………纪春暖,曲荣君, 张秀娟 等 (8) 13
智能水凝胶研究最新进展 ……………………………………………… 毕 曼,郝 红, 涛,赵亚玲 (8 ) 李 1 8
第 3期
表面 印迹纳米磁性壳聚糖 的制 备及对 c ()的吸附研 究………………………………肖 玲,陈乐英 (9 ) un 13
新型硅胶. 聚合胺树脂 从氯化钴 电解液 中深度净化除铜……………温俊杰,张启修 , 张贵清,张力萍 (6 ) 12
大孔阳离子交 换树 脂对奈替米星的吸附研究……………………… 许会平, 彭奇均, 李莉霞, 泳 (6) 赵 18
交联羧 甲基 壳聚糖 吸附痕量汞研 究……… …………………………宋吉英,李 军德,王东 强,王艳丽 (7) 15
… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … …
高淑芹,廖文文,谢祥林, 张东文, 徐满才 (O ) 28
聚酯基硫脲树脂 P u—对 A ( DT I gI )的吸附性能研究……………李 婷,钟 宏, 帅,黄 静, 王 殷保稳 (1) 2 6
离子交换树脂对长春花中文多灵、长春质碱和长春碱的富集研究 ……………………………………
通过氧化 改性提高载银活性 炭的抗菌 性能…………………………刘文宏,袁怀波,吕建平,杨善中 (2 ) 1 4 新型含硅离子交换树脂 珠体的合成……………………………王 品,何明阳,郭 哲,刘迎春, 群 (3 ) 陈 11 树脂吸附法分离纯化桑 叶总黄酮( H1 3 I 0 树脂对桑叶水提液 中总黄酮的吸附性能…………………… )
壳聚糖对稀土离子的吸附性能及其催化作用的研究
辽宁师范大学硕士学位论文壳聚糖对稀土离子的吸附性能及其催化作用的研究姓名:宋立民申请学位级别:硕士专业:物理化学指导教师:李继平20020601摘要本文系统地研究了壳聚糖及其改性后的产物MCG(磁性交联壳聚糖)对稀土离子的吸附性能。
对于单纯的壳聚糖,以La”、Ce3+、Nd3+、Eu”为例,研究了体系pH值、稀土离子的初始浓度,时间对其吸附性能的影响:并绘制了吸附动力学曲线。
由于在溶液体系中壳聚糖对稀土离子的吸附受体系pH值限制较大,吸附平衡时间也较长,因而,我们通过交联、磁性包埋将其制成MCG吸附剂,进一步系统地研究了它的吸附性能。
对于MCG,研究了其交联度、粒径大小、体系的pH值、离子强度、初始离子浓度、合成MCG的壳聚糖脱乙酰度、吸附时间、体系温度对其吸附性能的影响,并绘制了吸附动力学曲线和吸附等温线。
结果表明:MCG是粒径为3~10“m的微粒,表面微孔(大部分孔径小于1nm)。
其对稀土离子的吸附性能受体系的温度、离子强度的影响很小,对时间的依赖性也很小,也就是说它对稀土离子的吸附有很好的动力学性能。
根据它的吸附等温线,其吸附属于多种形式的吸附。
另外,MCG的解吸可在pH值为2左右的硝酸溶液中进行。
此外,针对壳聚糖本身就有选择氢化活性的特点,本论文还研究了体系温度、压力、反应时间、催化剂用量、溶剂等对以壳聚糖为载体的钯催化剂对环戊二烯选择加氢活性的影响。
结果表明环戊二烯的转化率可达到100%,环戊烯的选择性和收率都达到99%以上。
关键词:壳聚糖稀土离子吸附环戊二烯氢化1文献综述1.I概述‘1~16甲壳素,又名甲壳质、几丁质,是N一乙酰一D一葡萄糖胺以糖苷键相连而成.即:(1,4)一2一乙酰胺基一2一脱氧一D葡聚糖。
甲壳素是自然界中仅次于纤维素的第二大类生物材料,它也是地球上除蛋白质之外数量最大的含氮天然有机物。
自然界每年生物合成的甲壳素估计有数十亿吨之多。
远远超过其它氨基多糖,是一种取之不尽用之不竭的再生资源。
氨基和羧基改性磁性壳聚糖的制备与其吸附性能分析
青岛科技大学研究生毕业论文弗一早义陬琢迎第一章文献综述1.1重金属污染废水的现状及处理方法概述水对生命体起着至关重要的作用,它是生命的源泉,是人类赖以生存和发展的最重要的资源之一。
随着近代工业的发展,产生了各种各样的污染物,水体的污染也越来越严重,这给人类的健康造成了很大的威胁。
尤其是化工、电子、电镀、制革、采矿和冶炼等行业的发展造成的重金属污梨1l,它对人类的危害逐渐呈现出来。
近年来出现的“血铅事件”、“毒大米”、“痛痛病”以及一些癌症村的出现,包括前几年南方广东北江韶关段、湘江湖南株洲段以及湖南省浏阳市出现的镉污染事件,这些都是重金属污染的实例。
1.1.1重金属污染废水的现状由于工业废水排放引起的重金属污染问题越来越严重,据报道,1989年我国金属冶炼行业向环境中排放的重金属的量分别为Hg56t,Cd88t,As173t,Pb226t[2|。
目前全国500多条主要河流中,80%以上受到不同程度的污染。
对44个湖泊水质的检测结果显示,44.2%的符合III类水的标准,32.5%的符合Ⅳ类和V类水的标准,23.3%的劣于V类水质标准【3J。
江河湖库底质的污染率高达80.1%I4|。
太湖底泥中铅镉铜的属于轻度污染【5J;苏州河中铅镉汞都有不同程度的超标;黄浦江干流表层沉积泥中镉超标2倍,铅超标l倍,汞含量也显著增加16]。
目前国家对水体重金属污染非常重视,已经逐步采取了措施来治理重金属污染问题。
首先减少了工业废水的排放;其次加大了对工业废水排放标准的管控。
目前已经收到了良好的效果。
虽然如此,但是水体的重金属污染仍然不容小觑。
1.1.2重金属污染废水的处理方法目前已报道的重金属污染废水的处理方法归纳起来有三大类:物理法、化学法和生物法。
物理法是使废水中的重金属离子在不改变其化学形态的条件下进行吸附、浓缩、分离而除去【7J,主要包括包括离子交换法、溶剂萃取法、吸附法、蒸发法、液膜法、电渗析法和反渗透法等方法【&12】。
壳聚糖改性吸附剂的制备及其吸附性能研究
壳聚糖改性吸附剂制备过程简单,安全环保,不会产生二 次污染。
05
结论
研究成果总结
壳聚糖改性吸附剂的制备方法
本研究成功开发了一种壳聚糖改性吸附剂的制备方法,该方法简单、 高效,适用于大规模生产。
吸附性能显著提高
通过改性处理,壳聚糖吸附剂的吸附容量和吸附速率均得到显著提升, 能够有效去除水中的重金属离子和有机污染物。
拓展应用领域
将壳聚糖改性吸附剂应用于其他领域, 如土壤修复、放射性核素去除等,以 拓展其应用范围。
开发新型改性材料
尝试其他天然高分子材料进行改性处 理,以期获得性能更优异的吸附剂。
加强实际应用研究
进一步验证壳聚糖改性吸附剂在实际 应用中的效果,为其在水处理领域的 推广应用提供有力支持。
THANKS
吸附剂的结构。
扫描电子显微镜分析
观察改性吸附剂的表面形貌、 孔径分布和孔容等结构特征。
X射线衍射分析
用于分析改性吸附剂的晶体结 构和晶格常数。
热重分析
研究改性吸附剂的热稳定性及 失重行为。
03
壳聚糖改性吸附剂的吸附性能研究
吸附机理
01
02
03
物理吸附
通过分子间范德华力吸附 污染物。
化学吸附
通过吸附剂表面的活性基 团与污染物发生化学反应, 形成稳定的化学键。
离子交换吸附
壳聚糖改性吸附剂表面的 氨基和羧基可以与污染物 中的阳离子和阴离子进行 离子交换。
吸附动力学研究
吸附速率
研究吸附过程中不同时间点的吸附量,分析吸附 速率随时间的变化规律。
吸附平衡时间
确定达到吸附平衡所需的时间,为实际应用提供 参考。
动力学模型
建立吸附动力学模型,用于描述吸附速率与污染 物浓度、吸附剂用量等因素之间的关系。
壳聚糖基吸附剂制备及其对重金属离子的吸附性能研究
were prepared. The adsorption removal properties of adsorbents of CS / GO、CS / SiO 2 and cross⁃linked CS to Cu 2+ 、Pb 2+ 、
壳聚糖上官能团的变化。 氧化石墨烯引入的基团数量
采 用 扫 描 电 镜 对 未 交 联 CS、 交 联 CS、 CS / GO、
CS 粉末表面较粗糙,且表面有一些大小不均的微孔和
缝隙,内部结构坚实;交联 CS 样品表面比未交联壳聚
氧化石墨烯的加入没有引起化学反应,所以不会发生
同样远远小于壳聚糖中的基团数 [9] ,所以交联 CS 和
一种新型碳纳米材料,其表面具有大量亲水基团,这些
只能溶解于弱酸性溶液,在强酸性条件下很容易发生
壳聚糖复合使用,能够大大提高吸附能力,扩大 pH 适
源丰富、生产成本低,但壳聚糖的 pH 适用范围较窄,
降解,产品不稳定
[1]
。 在低浓度溶液中,壳聚糖螯合
容量不高,需要很长时间才达到平衡。 氧化石墨烯是
①
第 41 卷
矿 冶 工 程
过羧基化、醚化、酰化、酯化、烷基化等化学反应,生成
多种壳聚糖衍生物,克服壳聚糖水溶解性差、相对分子
质量不大、架桥能力弱等不足。
1 实验材料与方法
糖粗糙,且 已 形 成 网 状 结 构, 表 面 有 一 些 微 孔 结 构;
胺基改性壳聚糖吸附材料的制备及其对铀的吸附性能研究
第43卷第1期(总第193期)2024年2月湿法冶金H y d r o m e t a l l u r g y ofC h i n a V o l .43N o .1(S u m.193)F e b .2024胺基改性壳聚糖吸附材料的制备及其对铀的吸附性能研究王凤菊,宋 艳,李子明,吴浩天,李 昊,陈树森(核工业北京化工冶金研究院,北京 101149)摘要:研究了采用水热法制备壳聚糖微球(H T C C ),再通过环氧化-胺化改性法制备胺基改性壳聚糖吸附材料(A H T C C )并用于吸附废水中的低浓度铀㊂利用红外光谱仪㊁元素分析仪㊁热重分析仪等对A H T C C 的结构㊁组分和热稳定性进行表征,并考察了A H T C C 对铀的吸附㊁解吸性能㊂结果表明:在p H=5~8条件下,A H T C C 对溶液中铀的吸附效果较好;铀吸附平衡质量浓度为120m g /L 左右时,吸附量达最大,为151.6m g /g ;铀吸附速率在反应最初60m i n 较快,180m i n 时达到吸附平衡;以80g /L N a 2C O 3+20g /L N a H C O 3作解吸剂,铀解吸率为97.5%;对于含杂离子浓度较高的实际含铀废水,经A H T C C 单次吸附,铀的去除率可达95.6%㊂关键词:壳聚糖;胺基;铀;低浓度;水热法;改性;吸附;制备中图分类号:T L 212;T Q 424;O 647.3 文献标识码:A 文章编号:1009-2617(2024)01-0099-06D O I :10.13355/j .c n k i .s f y j.2024.01.016收稿日期:2023-09-14第一作者简介:王凤菊(1984 ),女,硕士,高级工程师,主要研究方向为功能高分子材料研发㊂通信作者简介:陈树森(1978 ),男,博士,研究员级高级工程师,主要研究方向为有机/高分子分离材料研发㊂ 在处理含铀废水的诸多方法中,吸附法相对操作简单,材料丰富,工艺成熟,应用较为广泛,而该法的关键是吸附剂的选择㊂壳聚糖是一种广泛存在于虾蟹壳中的生物高分子多糖,分子中含有氨基㊁羟基等,能与铀等重金属离子形成稳定配合物,具有来源广泛㊁价格低廉㊁可生物降解㊁无毒㊁易于化学改性等优点[1-6],但其呈粉末状,须通过化学改性制备具有一定强度的微球材料后再进行功能化改性,才能制得重金属吸附材料[6-7]㊂目前,制备壳聚糖微球的方法主要有滴加成球法或反相悬浮法,但这2种方法在成球过程中的影响因素较多,形成的微球机械性能较差,且滴加成球法要求特殊设备,耗时耗力,反相悬浮法溶剂消耗量较大㊂而水热法是近年来发展起来的一种可制备高强度㊁高比表面积材料的新技术手段[8-14]㊂该法无须引入引发剂和有机溶剂,所得产物含大量活性官能团,反应活性优良,在一定条件下采用水热法可将壳聚糖转化成具有良好机械性能㊁绿色环保的碳材料[8-9]㊂试验以壳聚糖为原料,研究了采用水热法制备壳聚糖微球,再通过环氧化-胺化改性引入对铀具有良好吸附性能的氨基官能团,制备胺基改性壳聚糖吸附材料(A H T C C ),考察了该材料对铀的吸附㊁解吸性能,并探讨了其对铀矿水冶工艺产生的实际含铀废水中铀的吸附效果㊂1 试验部分1.1 试验原料㊁试剂与仪器壳聚糖:生化试剂,脱乙酰度>80%,国药集团化学试剂有限公司㊂U 3O 8(ȡ99.8%,中核二七二铀业有限责任公司),冰乙酸㊁环氧氯丙烷㊁三乙烯四胺乙醇㊁异丙醇㊁丙酮㊁浓硫酸㊁氢氧化钠等,均为分析纯㊂水热釜,P P L 内衬型,北京岩征生物科技有限公司;电热恒温鼓风干燥箱,D H G -9145A 型,上海林频仪器股份有限公司;红外光谱仪,T E N S O R Ⅱ型,德国B r u k e r 公司;元素分析仪,v a r i o M I C R Oc u b e 型,德国E l e m e n t a r 公司;热重分析仪,T G A -7型,P e r k i n -E l m e r 公司;酸度计,P H S -25型,北京精微博科技有限公司;恒温摇床,K S4000i c 型,德湿法冶金2024年2月国I K A公司;悬臂式搅拌器,RW20型,德国I K A 公司;智能数显多功能油水浴锅,HH-WO型,北京美科美华仪器设备有限公司;三口瓶㊁蛇形冷凝管,北京欣维尔玻璃仪器有限公司㊂1.2胺基改性壳聚糖铀吸附材料的制备水热法制备壳聚糖微球前驱体:将壳聚糖(C T S)加入到50m L㊁质量浓度2%的乙酸溶液中,均匀搅拌至凝胶状,之后倒入内衬为P P L型的水热反应釜中㊂水热反应釜安装好后放入设定温度为180ħ的鼓风干燥箱中,反应结束后产物自然冷却至室温,用去离子水㊁乙醇洗涤至滤液无色㊂水热反应产物记为H T C C㊂壳聚糖水热产物的环氧化-胺化改性[6,15]:取1.0g H T C C于三口瓶中,加入溶剂异丙醇,再缓慢加入2m L环氧氯丙烷,于50ħ下反应4h,得环氧化的壳聚糖水热产物㊂将环氧化的壳聚糖水热产物加入到三口瓶中,加入适量去离子水㊁2m L 三乙烯四胺,于50ħ下反应4h,得胺基改性壳聚糖铀吸附材料,记为A H T C C㊂1.3胺基改性壳聚糖铀吸附材料的表征通过红外光谱仪对壳聚糖及其水热产物㊁胺化改性产物的结构进行红外光谱表征;利用元素分析仪分析C T S㊁H T C C㊁A H T C C中C㊁H㊁N㊁O 元素含量;利用热重分析仪分析C T S㊁H T C C㊁A H T C C的热力学稳定性㊂分别称取3~10m g C T S㊁H T C C㊁A H T C C加入到热重分析仪的试样皿中,在N2气氛下,以10ħ/m i n的升温速度分别加热至600ħ,根据测试结果绘制热重曲线㊂1.4铀的静态吸附1.4.1溶液p H对A H T C C吸附性能的影响配制质量浓度500m g/L的铀溶液,分别取110m L,用H2S O4㊁N a O H溶液调节溶液p H分别为2㊁3㊁4㊁5㊁6㊁7㊁8㊁9,再分别取100m L置于8个锥形瓶中;每个锥形瓶中加入A H T C C吸附材料200m g,在25ħ下摇床振荡吸附24h㊂吸附结束后测定吸附原液㊁尾液中铀质量浓度,计算不同p H条件下A H T C C的铀吸附量㊂1.4.2A H T C C的吸附等温线分别配制50m L初始质量浓度100㊁200㊁300㊁400㊁500㊁600m g/L的铀溶液,调节p H为7,分别加入A H T C C吸附材料100m g,在25ħ下摇床振荡吸附24h㊂吸附结束后测定吸附原液㊁尾液中的铀质量浓度,计算A H T C C在不同初始铀质量浓度下的铀吸附量,绘制相应的吸附等温线㊂1.4.3A H T C C的吸附动力学配制质量浓度500m g/L的铀溶液,调节p H 为7㊂取9个具塞锥形瓶,分别加入100m L铀溶液㊁A H T C吸附材料200m g,在25ħ下摇床振荡吸附,定时取样[6]㊂测定吸附原液㊁尾液中铀质量浓度,计算不同吸附时间下A H T C C的铀吸附量,绘制吸附动力学曲线㊂1.4.4吸附温度对A H T C C吸附性能的影响配制质量浓度500m g/L的铀溶液,调节p H 为7㊂取5个锥形瓶,分别加入100m L铀溶液㊁A H T C C吸附材料200m g㊂分别在10㊁20㊁30㊁40㊁50ħ下摇床振荡吸附24h㊂吸附结束后测定吸附原液㊁尾液中铀质量浓度,计算不同吸附温度下A H T C C的铀吸附量㊂1.5A H T C C的解吸性能配制质量浓度500m g/L的铀溶液,调节p H 为7㊂向4个锥形瓶中,分别加入铀溶液300m L㊁A H T C C吸附材料1.0g,在25ħ下摇床振荡吸附24h㊂取其中1份铀负载A H T C C,洗涤㊁干燥,分析铀含量㊂取另外3份铀负载A H T C C,洗涤后用滤纸吸干表面水分,再次转移至锥形瓶中,分别加入200m L不同种类的解吸剂(98g/L H2S O4㊁80g/LN a2C O3+20g/LN a H C O3㊁60g/L N a C l+6g/LN a H C O3),在25ħ下摇床振荡解吸6h㊂洗涤㊁干燥,分析解吸后A H T C C中铀质量浓度,计算铀解吸率㊂1.6A H T C C对低浓度含铀废水的吸附性能1.6.1A H T C C在模拟含铀废水中的吸附性能根据实际含铀废水中的铀质量浓度,配制质量浓度5m g/L的模拟含铀废水([C O2-3]= 0.537m g/L;[H C O-3]=31m g/L),调节p H为7㊂量取100m L模拟含铀废水加入到盛有200m g A H T C C的锥形瓶中,在25ħ下摇床振荡吸附24h,之后测定吸附原液㊁尾液中铀质量浓度,计算A H T C C的铀吸附量㊂1.6.2A H T C C在实际含铀废水中的吸附性能对于初始铀质量浓度为5.38m g/L的某铀矿水冶工艺中产生的实际含铀废水([C O2-3]= 19.2g/L;[H C O-3]=6.98g/L;[S O2-4]=9.92g/L),调p H为7,量取100m L加入到盛有200m g A H T C C的锥形瓶中,在25ħ下摇床振荡吸附㊃001㊃第43卷第1期 王凤菊,等:胺基改性壳聚糖吸附材料的制备及其对铀的吸附性能研究24h ,之后测定吸附尾液中铀质量浓度,计算A H T C C 的铀吸附量㊂2 试验结果与讨论2.1 A H T C C 的表征2.1.1 红外表征图1为C T S ㊁H T C C ㊁A H T C C 的红外光谱㊂对比曲线a ㊁b 看出:C T S ㊁H T C C 的红外曲线基本一致㊂其中,3400c m -1是O H ㊁N H 2中N H 伸缩振动峰的叠加峰;2876c m -1处是亚甲基中的C H 伸缩振动峰;1634㊁1595c m -1处是N H 的弯曲振动峰;1408c m -1处为壳聚糖未完全脱乙酰化而遗留的乙酰胺基中C N 振动峰;1141~1095c m -1处是吡喃糖环中C H 的弯曲振动峰及醇羟基中C O 伸缩振动峰的叠加峰㊂说明壳聚糖经水热反应,其基本官能团未消失,产物H T C C 富含氨基㊁羟基等活性基团㊂对比曲线b ㊁c 看出:A H T C C 的红外曲线中存在与H T C C 红外曲线中相似的主要特征峰;此外,1408c m -1处乙酰胺基中C N 的振动峰被1269c m -1处仲胺中C N 伸缩振动峰所取代,同时1460c m -1处出现亚甲基中的C H 面内弯曲或剪式振动峰,说明产物A H T C C 已成功交联三乙烯四胺㊂图1 C T S ㊁H T C C ㊁A H T C C 的红外光谱2.1.2 元素分析C T S ㊁H T C C ㊁A H T C C 的主要化学元素分析结果见表1㊂可以看出:C T S 经水热反应后,其中的C 质量分数明显升高,由43.31%升至56.62%㊂这可能是因为C T S 在水热反应过程中发生脱水,O ㊁H 有部分损失㊂H T C C 胺化后,其产物A H T C C 中的N 质量分数明显升高,由7.83%升至9.96%,说明H T C C 中引入了新的胺基,结合红外光谱,进一步说明壳聚糖水热产物与三乙烯四胺发生交联反应㊂表1 C T S ㊁H T C C ㊁A H T C C 的主要化学元素分析结果 %材料CNHOC T S 43.318.977.2640.46H T C C 56.627.835.4930.06A H T C C53.369.965.8430.842.1.3 热重分析C T S ㊁H T C C ㊁A H T C C 的热失重曲线如图2所示㊂可以看出,在温度低于100ħ时,3种材料由于水分蒸发,导致质量下降㊂对比曲线a ㊁b 看出:C T S ㊁H T C C 的热分解温度分别271㊁265ħ,但H T C C 相对于C T S ,其热失重曲线斜率更小,且同一温度下,H T C C 剩余质量百分数高于C T S ,即H T C C 相对于C T S ,其质量损失速度更慢且损失量更少;温度升至504ħ后,H T C C ㊁C T S 质量均约剩余24%,之后随温度进一步升高,H T C C 比C T S 更快达到稳定状态,说明温度低于504ħ时,C T S 经水热碳化后,热稳定性更好㊂对比曲线b ㊁c 看出:H T C C ㊁A H T C C 的热失重曲线走势大致相同,热分解温度分别为265㊁267ħ,但同一温度下,A H T C C 的剩余质量百分数比H T C C 的高,说明壳聚糖水热产物H T C C 经胺化改性后,其产物A H T C C 具有更好的热稳定性㊂图2 C T S ㊁H T C C ㊁A H T C C 的热失重曲线2.2 A H T C C 对铀的静态吸附性能2.2.1 溶液p H 对A H T C C 吸附性能的影响溶液p H 对A H T C C 吸附性能的影响试验结果如图3所示㊂可以看出:pH 在6~8范围内,A H T C C 对铀的吸附效果较好,pH=7时,A H T C C ㊃101㊃湿法冶金 2024年2月的铀吸附效果最好,吸附量为151m g /g ;在酸性和碱性条件下,A H T C C 对铀的吸附量较低㊂这主要是因为在酸性条件下,A H T C C 中的胺基易被质子化,导致A H T C C 与铀之间的作用力下降;碱性条件下,铀主要以稳定性较高的碳酸铀酰(稳定常数为2ˑ1018)形式存在[7],A H T C C 上功能基团与铀的作用不足以破坏碳酸铀酰的稳定性,导致铀吸附量较低㊂考虑到含铀废水外排p H 一般为中性,确定选择溶液p H=7为宜㊂图3 溶液p H 对A H T C C 吸附性能的影响2.2.2 A H T C C 的吸附等温线以铀平衡吸附量为纵坐标,铀吸附平衡质量浓度为横坐标,绘制AH T C C 的吸附等温线,如图4所示㊂图4 A H T C C 的吸附等温线由图4看出:随溶液中铀平衡质量浓度升高,A H T C C 对铀的平衡吸附量逐渐升高,铀吸附平衡质量浓度升至120m g /L 时,铀平衡吸附量达最大,为151.6m g /g ;之后随铀平衡质量浓度升高,铀平衡吸附量基本没有变化,趋于稳定㊂2.2.3 A H T C C 的吸附动力学以铀吸附量为纵坐标,吸附时间为横坐标,绘制A H T C C 的吸附动力学曲线,如图5所示㊂可以看出:AH T C C 在60m i n 内吸附速率较快,之后略微变慢;吸附180m i n 时达到吸附平衡,此时的铀吸附量为151.1m g /g㊂图5 A H T C C 的吸附动力学曲线分别采用准一级㊁准二级动力学模型[16-17]对图5数据进行拟合,结果如图6所示㊂准一级动力学模型:l n (q e -qt )=l n q e -k 1t ;准二级动力学模型:t q t =1k 2q2e +t q e ㊂式中:qe 吸附平衡时A H T C C 对铀的吸附量,m g /g ;q t 吸附t 时间时A H T C C 对铀的吸附量,m g /g ;k 1 准一级动力学模型的吸附速率平衡常数,m i n -1;k 2 准二级动力学模型的吸附速率平衡常数,g /(m g㊃m i n );t 吸附时间,m i n㊂图6 A H T C C 吸附铀的准一级(a )㊁准二级(b)的动力学拟合曲线㊃201㊃第43卷第1期 王凤菊,等:胺基改性壳聚糖吸附材料的制备及其对铀的吸附性能研究 由图6看出:准一级㊁准二级动力学模型拟合的线性相关度分别为0.96998㊁0.99561,即A H T C C 的吸附动力学以准二级动力学模型拟合的线性相关度更高,说明A H T C C 对铀的吸附过程更符合准二级动力学模型,吸附速率受化学吸附机制控制㊂2.2.4 温度对A H T C C 吸附性能的影响温度对A H T C C 吸附性能的影响试验结果如图7所示㊂可以看出:温度在10~50ħ范围内,随温度升高,A H T C C 对铀的吸附量呈逐渐升高趋势,说明A H T C C 吸附铀的过程吸热㊂图7 温度对A H T C C 吸附性能的影响2.3 A H T C C 的解吸性能取300m L 质量浓度为500m g /L 模拟铀溶液,用A H T C C 吸附24h ,之后分别以98g /LH 2S O 4㊁80g /LN a 2C O 3+20g /LN a H C O 3㊁60g /L N a C l +6g /L N a H C O 3作解吸剂,对负载铀的A H T C C 进行解吸,试验结果见表2㊂表2 A H T C C 的解吸性能解吸剂种类浓度配比/(g㊃L -1)铀解吸率/%H 2S O 49894.7N a 2C O 3/N a H C O 380/2097.5N a C l /N a H C O 360/668.4由表2看出:98g /LH 2S O 4㊁80g /LN a 2C O 3+20g /L N a H C O 3的铀解吸率相对较好,分别为94.7%㊁97.5%;而60g /L N a C l +6g /L N a H C O 3的铀解吸率较低,仅为68.4%㊂综合考虑,确定以80g /LN a 2C O 3+20g /LN a H C O 3作为解吸剂㊂2.4 A H T C C 对低浓度含铀废水的吸附A H T C C 分别在低浓度模拟含铀废水和低浓度实际含铀废水中的吸附性能对比结果见表3㊂可以看出:初始铀质量浓度为5.33m g /L 的模拟含铀废水经A H T C C 单次摇床振荡吸附,吸附尾液中铀质量浓度为0.048m g /L (ɤ0.05m g/L ),符合铀废水外排标准[18];实际含铀废水中铀初始质量浓度为5.38m g/L ,经A H T C C 单次摇床振荡吸附,吸附尾液铀质量浓度降至0.236m g/L ,这主要是因为实际含铀废水中C O 2-3㊁H C O -3㊁S O 2-4等杂离子浓度较高([C O 2-3]=19.2g /L ,[H C O -3]=6.98g /L ,[S O 2-4]=9.92g /L ),影响了吸附材料对铀的吸附㊂但经单次摇床振荡吸附,铀去除率仍可达95.6%㊂表3 A H T C C 对低浓度模拟铀废水和实际铀废水的吸附性能对比结果含铀废水初始ρ(铀)/(m g ㊃L -1)吸附尾液中ρ(铀)/(m g㊃L -1)铀去除率/%模拟5.330.04899.1实际5.380.23695.63 结论采用水热法制备壳聚糖微球后,再通过环氧化-胺化法对其进行功能化改性,可制得胺基改性壳聚糖铀吸附材料A H T C C ㊂该材料在p H=5~8条件下,对铀溶液中的铀吸附果较好,最大铀吸附量可达151.6m g /g ;以80g /L N a 2C O 3+20g /L N a H C O 3作解吸剂,铀解吸率可达97.5%㊂对于低浓度模拟含铀废水,经A H T C C 单次摇床振荡吸附,吸附尾液铀质量浓度可达铀废水外排标准㊂对于含杂离子浓度较高的低浓度实际含铀废水,经单次摇床振荡吸附,铀去除率可达95.6%㊂A H T C C 有望应用于分离去除低浓度放射性废水中的铀㊂参考文献:[1] MU Z Z A R E L L IR A.P o t e n t i a lo fc h i t i n /c h i t o s a n -b e a r i n gm a t e r i a l s f o ru r a n i u mr e c o v e r y :a ni n t e r d i s c i p l i n a r y r e v i e w [J ].C a r b o h y d r a t eP o l y m e r s ,2011,84(1):54-63.[2] 易琼,叶菊招.壳聚糖吸附剂的制备及其性能[J ].离子交换与吸附,1996,12(1):19-26.[3] A T I A A A.S t u d i e so nt h e i n t e r a c t i o no fm e r c u r y (Ⅱ)a n d u r a n y l (Ⅱ)w i t hm o d i f i e d c h i t o s a n r e s i n s [J ].H y d r o m e t a l l u r g y,2005,80(1/2):13-22.[4] 周利民,王一平,黄群武.乙二胺改性壳聚糖磁性微球吸附H g 2+和U O 2+2[J ].核化学与放射化学,2007,29(3):㊃301㊃湿法冶金2024年2月184-188.[5]李欣.功能性壳聚糖基微球可控制备及其对放射性废水中碘离子的吸附研究[D].武汉:武汉科技大学,2022. 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壳聚糖改性吸附剂的制备及其在重金属污染的污水和土壤处理中的应用
壳聚糖改性吸附剂的制备及其在重金属污染的污水和土壤处理中的应用壳聚糖改性吸附剂的制备及其在重金属污染的污水和土壤处理中的应用1.引言重金属污染是当前环境面临的重大问题之一,由于重金属对人体健康和生态系统的不可逆损害,如铅、镉、铬等重金属的超标排放已引起广泛关注。
因此,寻找高效且环境友好的重金属吸附剂是解决重金属污染问题的重要途径之一。
壳聚糖作为一种天然产物,因其生物可降解性、生物相容性和丰富的功能官能团,被广泛研究并用于吸附剂的制备。
本文将探索壳聚糖改性吸附剂的制备方法及其在重金属污染的污水和土壤处理中的应用。
2.壳聚糖改性吸附剂的制备方法2.1 壳聚糖的表面改性为了增强壳聚糖吸附重金属的能力,可以通过表面改性来引入新的官能团和增加吸附位点。
常用的改性方法包括酸碱处理、离子交换、硫酸化、降解与复合等。
2.1.1 酸碱处理通常将壳聚糖溶解在酸碱溶液中进行处理,如浓硫酸、氢氧化钠等。
通过酸碱处理,可以引入氨基、羟基等官能团,增加吸附位点,增强重金属的吸附能力。
2.1.2 离子交换利用阴离子交换树脂或阳离子交换树脂对壳聚糖进行交换处理,引入新的官能团。
例如,利用氯化铁等固定在壳聚糖表面的阳离子交换树脂,可以提高壳聚糖吸附重金属的能力。
2.1.3 硫酸化通过与硫酸等化合物反应,将硫酸基引入壳聚糖分子中,增加官能团,从而提高吸附能力。
2.1.4 降解与复合利用酶、酸、碱等方法将壳聚糖降解成低聚糖或单体,引入新的官能团,增强吸附性能。
同时,也可以将壳聚糖与其他材料复合,如氧化石墨烯、活性炭等,形成复合吸附剂,以提高吸附能力和稳定性。
2.2 吸附剂的制备和改性为了提高壳聚糖吸附剂的吸附能力和稳定性,可以将其与其他材料进行复合制备。
常用的复合方法包括原位合成、机械混合、共沉淀等。
2.2.1 原位合成在壳聚糖的合成过程中一同合成吸附剂材料,如纳米颗粒、金属有机框架等。
原位合成能够使吸附剂与壳聚糖充分结合,在吸附过程中具有较高的稳定性和吸附性能。
壳聚糖吸附剂的制备及性能
壳聚糖吸附剂的制备及性能
应国清;卢霞;易喻
【期刊名称】《化工进展》
【年(卷),期】2007(026)002
【摘要】通过以壳聚糖为原料,经交联、羟丙基氯化及胺基化,制备了壳聚糖胺基吸附剂.经红外光谱和扫描电镜测定其结构,研究了不同的胺化试剂及其用量对壳聚糖吸附剂胺基含量的影响及时中药液中黄酮化合物的吸附性能.结果表明,改性壳聚糖微球胺基含量比壳聚糖高,对游离黄酮的吸附量随着胺基含量增加而增加.
【总页数】4页(P230-233)
【作者】应国清;卢霞;易喻
【作者单位】浙江工业大学药学院,浙江,杭州,310032;浙江工业大学药学院,浙江,杭州,310032;浙江工业大学药学院,浙江,杭州,310032
【正文语种】中文
【中图分类】O636.1
【相关文献】
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氨基硫脲纤维对Pb2+、Ni2+、Co2+的吸附性能的研究
氨基硫脲纤维对Pb2+、Ni2+、Co2+的吸附性能的研究王虹;王军
【期刊名称】《生物质化学工程》
【年(卷),期】2006(40)4
【摘要】研究了氨基硫脲纤维对金属离子Pb2+、Ni2+、Co2+的吸附容量、吸附动力学、等温吸附等静态吸附性能以及影响吸附的因素.试验结果表明该纤维对这3种金属离子具有选择性吸附能力,等温吸附在试验浓度范围内符合Freundich 方程,氨基硫脲与金属离子之间形成了离子键和配位键,化学吸附起主导作用.
【总页数】3页(P35-37)
【作者】王虹;王军
【作者单位】江苏警官学院科技系,江苏,南京,210012;江苏警官学院科技系,江苏,南京,210012
【正文语种】中文
【中图分类】TQ424;O657.31
【相关文献】
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硫脲改性磁性壳聚糖微球对Hg2+的吸附特性
硫脲改性磁性壳聚糖微球对Hg2+的吸附特性周利民;王一平;黄群武;刘峙嵘【期刊名称】《化学工程》【年(卷),期】2008(36)10【摘要】利用悬浮分散以及化学交联技术制备磁性壳聚糖微球,并经硫脲改性(SMCS),用于吸附水溶液中Hg2+.用光学显微图、红外、热重分析等对微球进行了表征;考察了pH值、Hg2+初始浓度、吸附时间以及振荡速率对Hg2+吸附的影响.结果表明,SMCS为球形,粒径50-80μm.SMCS对Hg2+有良好的吸附性能,饱和吸附容量(1.2-6.5 mmol/g)随pH值升高而增加,pH值为5.0时饱和吸附容量约为2.9 mmoL/g.等温吸附线可用Freundlich等式拟合.吸附动力学结果表明,振荡速率为150-200 r/min时,为内扩散控制;50-150 r/min时,由外扩散和内扩散同时控制;振荡速率<<50 r/min时,为外扩散控制.吸附动力学可用拟二级模型拟合,初始吸附速率为0.22-1.77 mmol/(g·h),随振荡速率加快而增加.【总页数】4页(P13-16)【作者】周利民;王一平;黄群武;刘峙嵘【作者单位】东华理工大学核资源与环境教育部重点实验室,江西,抚州,344000;东华理工大学核资源与环境教育部重点实验室,江西,抚州,344000;东华理工大学核资源与环境教育部重点实验室,江西,抚州,344000;天津大学,化工学院,天津,300072【正文语种】中文【中图分类】O646.8【相关文献】1.硫脲改性壳聚糖微球对Pt4 +和Pd2 +的吸附特性Ⅰ. 吸附平衡和动力学 [J], 许剑平;周利民;黄群武;刘峙嵘2.硫脲改性壳聚糖微球对Pt4+和Pd2+的吸附特性Ⅱ. 吸附热力学和脱附 [J], 刘成佐;周利民;黄群武;刘峙嵘3.Fe3O4/改性壳聚糖磁性微球对Hg2+和UO22+的吸附 [J], 周利民;王一平;刘峙嵘;黄群武4.乙二胺改性壳聚糖磁性微球吸附Hg2+和UO2+2 [J], 周利民;王一平;黄群武5.硫脲改性磁性壳聚糖微球对Hg2+,Cu2+和Ni2+的吸附 [J], 周利民;黄群武;刘峙嵘因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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技术平台氨基硫脲-壳聚糖改性吸附剂的制备与吸附性能
研究
任文轩,赵 锦
(西安工业大学北方信息工程学院,陕西 西安 710043)
摘 要:本文以常用三口烧瓶在60℃恒温水浴中,用电动搅拌器搅拌,制备了氨基硫脲-壳聚糖(GT-CTS)改性吸附剂,红外光谱
显示改性成功。
研究了GT-CTS改性吸附剂在不同pH条件下,吸附剂对Cr6+吸附能力的影响。
结果表明,pH值为2时,其吸附性能最好,同时研究了吸附剂用量对吸附能力的影响。
结果表明,吸附剂不是越多越好,在0.02g/L时,对Cr6+吸附能力最好。
并比较了CTS
和GT-CTS的溶解性,证明改性后的壳聚糖不溶于酸,扩大了壳聚糖的使用范围。
关键词:壳聚糖;氨基硫脲;吸附剂;金属离子;改性
壳聚糖的无毒性和良好的生物相容性,且分子链上含大量的活性氨基和羟基,被广泛应用于工业重金属废水处理[1]。
但由于壳聚糖自身缺点,很难被直接应用于废水中重金属污染的治理,需要对壳聚糖进行改性来改善其性能[2,3]。
本文研究了氨基硫脲-壳聚糖(GT-CTS)改性吸附剂在不同pH条件下,改性吸附剂对Cr6+吸附能力的影响。
同时研究了吸附剂用量对吸附能力的影响。
1 GT-CTS的制备
称取6g氨基硫脲,加入500ml三口烧瓶中,加入50ml蒸馏水溶解;将三口烧瓶放入60℃恒温水浴中,控制电动搅拌器的搅拌速度在300r/min;滴加6ml 50%的戊二醛溶液反应1h;逐滴加入配制好的壳聚糖乙酸溶液,水浴升温至70℃,反应45min,可以观察到反应液变成黄色。
反应结束,将反应液冷却至室温。
用1mol/L氢氧化钠溶液沉淀反应液,过滤,用水和乙醇各洗涤2次,干燥,得到产物。
产物做红外光谱鉴定。
由图1红外光谱图可见,3300cm-1至3445cm-1是壳聚糖的O-H,N-H的伸缩振动,在1600cm-1处壳聚糖-NH2的弯曲振动吸收峰消失,同时在1547cm-1(-NH-CS-NH-)和1607cm-1(C=N)处出现了新的吸收峰。
说明GT-CTS
制备成功。
图1 GT-CTS红外光谱图
2 吸附剂用量对吸附率的影响
本文分别测定了不同吸附剂用量时,氨基硫脲-壳聚糖对Cr6+的吸附率的影响。
如图2所示,不同用量的吸附剂吸附能力总体都呈下降趋势,说明一定量的吸附剂随Cr6+浓度的增加,吸附率下降,直到吸附剂平衡。
但随着吸附剂用量的增大,吸附率反而下降,用量为0.02g/L时,效果最好。
这可能与吸附剂和Cr6+的有效接触有关。
因此并不是氨基硫脲-壳聚糖改性吸附
剂用量越多越好。
图2 不同吸附剂用量对吸附性能的影响
3 pH值对吸附率的影响
本文使用0.02g/L的吸附剂测试不同pH值对吸附性能的影响。
由图3可知,随着pH的升高,改性吸附剂的吸附率下降,这可能由于Cr6+在溶液中的存在形式和吸附剂本身的结构特点造成。
改性吸附剂分子中含较多的氨基活性基团,可与Cr6+发生吸附作用,pH 值低时H+浓度大,可与Cr6+结合,提高吸附性。
但当pH=1时,Cr6+主要以H2CrO4存在,不予讨论。
pH值为2~6时才以离子形态存在。
结果表明,pH=2时,氨基硫脲-
壳聚糖改性吸附剂吸附性能最好。
图3 pH值对吸附率的影响
作者简介:任文轩(1982-),男,陕西汉中,西安工业大学北方信息工程学院教师,助教,硕士研究生;赵锦(1986-),女,陕西兴平,西安工业大学北方信息工程学院教师,讲师,硕士研究生。
研究方向:高分子材料与工程。
技术平台
4 CTS和GT-CTS溶解性能对比
由表1可知,壳聚糖溶解于酸,因此壳聚糖吸附剂无法在酸性条件下使用,而氨基硫脲-壳聚糖改性吸附剂在酸性溶液不溶解,说明氨基硫脲-壳聚糖改性吸附剂的应用范围更加广泛。
表1 CTS和GT-CTS溶解性对比
溶剂/吸附剂CTS GT-CTS
0.5mol/L乙酸溶解不溶
1mol/L乙酸溶解不溶
0.5mol/L盐酸溶解不溶
1mol/L盐酸溶解不溶
5 结论
本文采用传统水浴装置合成了GT-CTS改性吸附剂,重点研究了吸附剂用量对Cr6+吸附性能的影响以及不同pH条件对改性吸附剂的吸附性能影响,并对比了CTS和GT-CTS溶解性。
结果表明,改性吸附剂用量为0.02g/L时,吸附效果最好,同时,pH=2时,其对Cr6+的吸附率最大。
并发现改性后的壳聚糖不溶于酸,扩大了壳聚糖的使用范围。
参考文献:
[1]张帆,李菁,谭建华,等.吸附法处理重金属废水的研究进展[J].化工进展,2013,32(11):27-49.
[2]陈煜,陆铭,罗运军,等.甲壳素和壳聚糖的接枝共聚改性[J].高分子学报,2004,(2):54-62.
[3]舒红英,唐星华,吴雪敏.微波法合成马来酸酐酰化壳聚糖[J].南昌航空大学学报(自然科学版),2008,23(1):63-66.
浅谈10kV配电线路运行故障查找检修与维护
韦日锐
(广西电网有限责任公司柳州供电局,广西 柳州 545005)
摘 要:10kV配电线路涉及到范围相对比较广,且分布参差不齐,加之其对自然环境的依赖性比较大,极容易受外界客观环境的影响,在运行的过程中极容易存在问题,出现故障。
因此,本文从常见故障进行分析,提出运行维护和检修方法。
关键词:配电线路;故障;检修;运行维护
在电力系统中,10kV配电线路主要功能是输送电能,和用户用电密切相关,是电网的重要组成部分。
如果10kV配电线路发生了故障,将会导致大范围停电现象的发生,进而对居民日常生活、工业生产造成严重的影响,并且会对电力企业造成不可挽回的损失。
本文简单介绍了10kV配电线路及其发生故障的原因,并在此基础上提出了几点10kV配电线路运行故障检修与维护的措施,为确保配电线路安全、稳定运行提供了重要保障。
1 10kV配电线路简介
10kV配电线路具有线路多、范围广、线长等特点,所以在日常的使用过程中受气候环境以及设备的影响比较明显,进而使得供电情况变得复杂化,给配电线路的安全运行带来严重影响。
此外,配电线路受分布地段的影响,受客观条件的限制比较大,尤其是山区、丘陵以及空旷地段很容易出现跳闸情况。
所以,为了尽可能的降低配电线路发生故障的概率,提高线路运行的稳定性、安全性,应当采取有效措施,加大配电线路检修维护的力度[1]。
2 10kV配电线路常见故障的原因
2.1 短路故障
在10kV配电线路中,短路故障是非常普遍的。
一般发生短路故障的原因有3点:(1)自然环境的影响,由于10kV配电线路一般是处于架空状态的,所处位置通常是野外露天环境,所以极其容易受到天气条件的影响。
狂风、雷击、暴雨等都是引发线路短路的重要原因,因为这些自然现象通常会产生绝缘击穿等问题,进而引发短路故障。
(2)比较容易受到鸟类的影响,有些鸟类经常停留于电路上,甚至有些鸟类将鸟巢搭建于线路上,这就极易导致线路相间短路现象的发生,进而引发跳闸断电。
(3)人为破坏,车辆由于某些原因撞倒电线杆或挂断电线;在砍伐配电线路附近树木的时候没有做好保护措施,使得树枝将电线刮断,进而导致线路发生短路故障。
2.2 接地故障
在10kV配电线路中,接地故障也是非常常见的一种。
一般情况下,可以将其分成永久性、瞬时性两种类型。
通常引发接地故障的主要原因是对配电线路的维修养护工作不到位,致使线路发生老化,绝缘体损坏。
所以一旦遭遇恶劣天气,与树枝触碰,就会产生接地故障。
此外,如果电力系统的电容发生突然变化,比如杂散或者突然增大,使得电流值远远超出接地故障的正常范围,而电压比接地故障相关参数小,这就会烧毁导线,进而导致接地问题的发生[2]。
2.3 过流跳闸
在10kV配电线路中,过流保护是非常普遍的保护。