改性麦麸对阴离子偶氮染料的吸附研究

发布时间：2017-06-08 07:07

  本文关键词：改性麦麸对阴离子偶氮染料的吸附研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着我国印染行业的迅速发展,2012年我国染料产量占世界总产量的65%以上,出口量居总产量的40%,染料出口量居全球最大。废水来源于纺织品、皮革、造纸、印刷和染料生产行业。染料废水与与其他工业废水相比,具有有机物含量高、组分复杂、色度大、含盐量高、难降解物质多等特点。废水中含有大量的天然和人工合成的有机物(浆料、染料、助剂等)；染料生产工艺与产品的不同,造成印染废水的组分复杂；染料只是大部分转移到被染色产品上,在水中留有一定量的染料,致使废水具有高色度。印染废水不仅对生态环境造成影响,而且对人类健康造成危害。高色度的印染废水破坏水体的美观,并阻止光线进入水体环境,影响水体植物的光合作用。而且许多染料和他们的代谢产物具有毒性,特别是偶氮染料在酶和强还原作用下产生芳香胺,芳香胺经人体活化作用后可能改变DNA结构,引起人体病变和诱发癌症。近年来,有很多关于印染废水处理方法的研究,主要有絮凝沉淀法、吸附法、电化学法、化学氧化法、光催化法、高级氧化法、膜处理技术和生物处理方法,以达到处理染料废水污染环境的问题。吸附法因为其成本较低、设计简单、应用性广和处理高浓度印染废水的能力,成为处理印染废水的重要方法之一。研究表明,活性炭吸附剂对有机污染物有高效的去除率,但成本高限制其广泛的应用。农业废弃物含有纤维素、半纤维素和蛋白质等成分,可用作低成本的生物质吸附剂。而且农业废弃物如秸秆、木屑、果皮等在环境中堆放不仅污染周围环境,而且秸秆露天焚烧造成大气污染物含量增加,影响空气质量。制备成生物质吸附剂后可用于治理印染废水,达到以废治废的目的。研究首先探讨了麦麸对氯化十六烷基吡啶的吸附情况。通过实验研究表明：随着吸附剂浓度的增加,CPC的吸附率不断增加,最佳的吸附剂浓度为1g/L,吸附等温线试验中,Freundlich模型和Dubinin-Radushkevich模型符合吸附等温线的数据,吸附过程符合准二级吸附速率方程,最大吸附量为216.784mg/g,说明吸附过程以物理吸附过程为主,吸附反应是吸热反应和自发反应,吸附反应是熵增加过程。离子强度的增加将降低麦麸对氯代十六烷基吡啶(CPC)的吸附量。本研究还对麦麸和Gemini 12-2-12改性麦麸进行了比表面积测定(BET)、扫描电镜分析(SEM)和同步加速器辐射显微红外分析。Gemini表面活性剂改性可以显著提高麦麸的吸附能力。改性改变了麦麸的表面结构和带电特性。 本研究并对Gemini 12-2-12改性麦麸吸附阴离子偶氮染料(酸性红18、酸性橙7、酸性黑1)进行了pH、吸附剂浓度、离子强度、等温线、动力学和热力学实验研究。Langmuir模型较好的拟合吸附等温线数据。吸附过程符合准二级动力学速率方程和二阶段颗粒内扩散方程。热力学研究表明改性麦麸吸附酸性红18和酸性黑1是吸热过程、吸附酸性橙7是放热过程,吸附过程都是自发反应和熵增加过程。改性麦麸吸附三种染料的最优pH是3.0。改性麦麸吸附酸性红18、酸性橙7和酸性黑1的吸附量随NaCl浓度从0-0.4mol/L的增加而减少。实验结果有助于理解有机污染物在水环境中生物质上迁移规律。
【关键词】：印染废水 麦麸 表面活性剂 吸附
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X791
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-31
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义12-16
• 1.1.1 研究背景12
• 1.1.2 印染废水的来源与分类、特点12-16
• 1.1.3 染料废水的危害16
• 1.2 染料废水的处理方法16-23
• 1.2.1 物化法16-19
• 1.2.1.1 吸附法16-19
• 1.2.1.2 膜分离法19
• 1.2.2 化学法19-22
• 1.2.2.1 絮凝沉降法19-20
• 1.2.2.2 化学氧化法20-21
• 1.2.2.3 电化学法21-22
• 1.2.3 生物法22-23
• 1.2.3.1 好氧法22
• 1.2.3.2 厌氧法22-23
• 1.3 生物质吸附剂处理染料废水的研究现状23-24
• 1.3.1 国外研究进展23
• 1.3.2 国内研究进展23-24
• 1.4 生物质在废水处理中的吸附理论方法24-29
• 1.4.1 吸附等温线24-27
• 1.4.2 吸附动力学27-29
• 1.4.3 热力学29
• 1.5 研究目的意义与主要内容29-31
• 第2章 改性麦麸的特征分析31-38
• 2.1 麦麸的组成性质31-32
• 2.2 麦麸的改性方法32-33
• 2.2.1 麦麸的改性方法32-33
• 2.2.2 本实验所用的改性方法33
• 2.3 特征测试方法33-34
• 2.3.1 比表面积分析33
• 2.3.2 扫描电镜33-34
• 2.3.3 同步加速器辐射红外光谱34
• 2.4 麦麸与改性麦麸的特征分析34-36
• 2.4.1 比表面积分析34-35
• 2.4.2 扫描电镜35
• 2.4.3 同步加速器辐射红外光谱35-36
• 2.5 本章小结36-38
• 第3章 麦麸吸附氯代十六烷基吡啶(CPC)的实验38-49
• 3.1 实验材料和方法38-39
• 3.1.1 试剂38
• 3.1.2 材料38
• 3.1.3 仪器38-39
• 3.2 氯代十六烷基吡啶的吸附实验39
• 3.3 数据分析39-40
• 3.4 结果讨论与分析40-47
• 3.4.1 吸附剂浓度对吸附量的影响40-41
• 3.4.2 吸附等温线41-42
• 3.4.3 吸附动力学42-46
• 3.4.4 吸附热力学46-47
• 3.4.5 离子强度的影响47
• 3.5 本章小结47-49
• 第4章 改性麦麸对阴离子偶氮染料的吸附49-69
• 4.1 实验材料及仪器49-50
• 4.1.1 试剂49
• 4.1.2 染料性质49-50
• 4.1.3 实验仪器50
• 4.2 酸性染料的吸附实验50-51
• 4.3 实验分析与数据处理51
• 4.4 结果与讨论51-67
• 4.4.1 pH对改性麦麸对酸性染料的吸附51-52
• 4.4.2 吸附剂投加量对酸性染料的吸附52-53
• 4.4.3 吸附等温线53-58
• 4.4.4 吸附动力学58-66
• 4.4.5 吸附热力学66
• 4.4.6 离子强度对改性麦麸对酸性染料的影响66-67
• 4.5 本章小结67-69
• 第5章 结论与展望69-71
• 5.1 结论69-70
• 5.2 展望70-71
• 参考文献71-75
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果75-76
• 攻读硕士学位期间参加的科研项目76-77
• 致谢77-78
• 作者简介78

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