改性麦秸秆对酸性铬蓝K、亮绿和Cr（VI）的吸附研究

【摘要】：经济的快速发展带来了一系列的环境问题,水污染尤为突出。含有重金属离子和染料的废水,由于具有毒性和难降解的特性,需要进行处理。我国农业副产物产量惊人,价格低廉,有必要研究开发其它用途。本文以农业副产物中的麦秸该作为原料,利用环氧氯丙烷和二乙烯三胺对麦秸秆进行化学改性,研究其对水溶液中酸性铬蓝K(AK)、亮绿(LG)、Cr(Ⅵ)的吸附行为。 对天然麦秸秆(NWS)和改性麦秸秆(MWS)进行了表征和分析,包括红外光谱分析、元素分析、X射线荧光分析和X射线衍射分析等。结果表明MWS的成分和结构均有所变化,吸附能力变化更为明显,相同条件下通过对比实验可得NWS对AK、LG、Cr(VI)的单位吸附量分别为10、16、1.14mg/g，而MWS的单位吸附量分别为358、493、26.7mg/g，改性后对阴离子的吸附能力明显得到提高。 静态实验结果表明,MWS对AK优化吸附条件为：吸附剂用量为0.8g/L,pH值为0～2.0,时间为360min；对LG优化吸附条件为：吸附剂用量为1.0g/L,pH值为2.0～2.5,时间为360min;对Cr(Ⅵ)优化吸附条件为：吸附剂用量为1.0g/L,pH值为2.0～3.0,时间为40min。当溶液中有NaCl、CaCl2、MgSO4存在时不利于吸附。对吸附饱和AK、LG、Cr(Ⅵ)的MWS分别进行解析再生实验,最佳再生方法均为用0.01mol/L的NaOH溶液解析。MWS对AK的吸附平衡行为可以用Radlke-Prausnitz、Redlich-Peterson和Koble-Corrigan模型来描述,Pseudo-second-order(?)(?)LJ方程可以拟合时间的影响,Ea值为23.0kJ/mol,以物理吸附为主；对LG最佳模型分别为Redlich-Peterson吸附等温式,动力学最佳模型为Pseudo-second-order和LJ方程,Ea值为45.9kJ/mol,以化学吸附为主；对Cr(Ⅵ)最佳模型分别为Langmuir吸附等温式,323K下,理论饱和吸附量为28.5mg/g,从动力学角度看Pseudo-first-order为最佳模型,Ea值为18.6kJ/mol,以物理吸附为主。三种体系均可自发进行,对于AK,为吸热过程,对于LG和Cr(Ⅵ)为放热过程。 动态实验研究柱高(2.0～5.0、1.1～4.0、2.5～10.6cm),流速(3.2～10.8、4.3～10.1、0.9-3.5ml/min),初始浓度(181～408、214～518.5.0～50mg/L)等对MWS柱吸附的AK、LG、Cr(Ⅵ)的影响。结果表明：柱高越高、溶液流速越低、初始浓度越高吸附柱的效果越好,采用0.01mol/L的NaOH溶液解析再生效果良好。应用.Thomas模型、Yan模型、The Clark模型对以上体系实验数据进行拟合,计算柱吸附参数,结果Thomas、Yan模型可以很好的描述以上体系数据。说明MWS可以用于水溶液中三种污染物质的去除。 【关键词】：改性麦秸秆 酸性铬蓝K 亮绿 Cr(Ⅵ) 吸附
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X703;X712
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 染料废水的研究现状9-10
• 1.2 重金属离子废水的研究现状10
• 1.3 吸附法处理工业废水的研究现状10-11
• 1.4 吸附剂11-13
• 1.5 麦秸秆的利用现状13-15
• 1.6 吸附模型15
• 1.7 热力学常数15-16
• 1.8 活化能16-17
• 1.9 误差分析17-19
• 第二章 选题依据、实验材料、实验方法及研究内容19-25
• 2.1 选题依据19
• 2.2 实验材料19-21
• 2.3 实验方法21-23
• 2.4 研究内容23-25
• 第三章 改性前后麦秸秆的表征及分析25-28
• 3.1 改性前后麦秸秆红外图谱分析25-26
• 3.2 改性前后麦秸秆的元素分析26
• 3.3 改性前后麦秸秆的XRD图谱分析26-27
• 3.4 改性前后麦秸秆的XRF数据分析27
• 3.5 改性后麦秸秆的等电点(PH_(PZC))测定27-28
• 第四章 改性麦秸秆对酸性铬蓝K和亮绿的吸附研究28-61
• 4.1 MWS吸附AK和LG的静态吸附实验28-35
• 4.2 MWS吸附AK和LG的等温线、动力学、参数分析35-49
• 4.3 MWS吸附AK和LG的动态吸附实验49-54
• 4.4 MWS吸附AK和LG的动态吸附模型研究54-59
• 4.5 本章小结59-61
• 第五章 改性麦秸秆对Cr(Ⅵ)的吸附研究61-82
• 5.1 引言61
• 5.2 MWS吸附Cr(Ⅵ)的静态吸附实验61-67
• 5.3 MWS吸附Cr(Ⅵ)的等温线、动力学、参数分析67-75
• 5.4 MWS吸附Cr(Ⅵ)的动态吸附实验75-78
• 5.5 MWS吸附Cr(Ⅵ)的动态吸附模型研究78-81
• 5.6 本章小结81-82
• 第六章 结论和建议82-83
• 参考文献83-91
• 致谢91-92
• 附录 硕士期间发表论文92

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