CTAB及CPB改性花生壳对LG及AK吸附性能研究

摘要

本文采用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和溴化十六烷基吡啶(CPB)对花生壳进行改性,分别制得改性花生壳CTAB-PH和CPB-PH。用元素分析仪、红外光谱仪,X射线荧光分析光谱仪(XRF)及X射线粉末衍射仪(XRD)等对改性后的花生壳进行了表征,并研究了改性花生壳吸附阴离子染料亮绿(LG)和酸性铬蓝K(AK)的特征。通过分析认为CTAB和CPB已经成功的引入花生壳表面,改性花生壳明显提高了对阴离子染料LG和AK的吸附能力。
　　 本实验分别从静态和动态两方面,研究了CTAB-PH和CPB-PH对染料亮绿(LG)和酸性铬蓝K(AK)的吸附行为。在静态实验中主要研究了吸附剂的用量、吸附时间、溶液的初始浓度、溶液的pn值、盐度、温度等因素对吸附的影响。结果表明,在溶液pH=3.00时,CTAB-PH和CPB-PH对LG和AK的吸附量最大;共存离子Na+和ca2+会使CTAB-PH和CPB-PH对LG的吸附量减小,对AK的吸附量略有增加。303K时,CTAB-PH对LG和AK的单位吸附量分别为140mg·g-1和130mg·g-1;CPB-PH对LG和AK的单位吸附量分别为88mg·g-1和93mg·g-1;CTAB-PH对LG、AK的吸附和CPB-PH对AK的吸附均为吸热反应,而CPB-PH吸附LG是放热反应。在动态吸附实验中,研究了柱高、溶液流速、初始浓度以及pH等因素对CTAB-PH、CPB-PH吸附LG和CPB-PH吸附AK的影响。
　　 根据热力学分析可知,本实验的吸附反应都是自发进行的,并且在吸附过程中吸附剂的结构没有发生显著的变化。在等温吸附分析中,Redlich-Peterson模型适合描述四种体系的吸附行为;表面动力分析中,准二级动力学、Elovich方程都适合用来描述四种体系的吸附行为。在动态模型分析中,Yan模型可以描述CTAB-PH对LG及CPB-PH对LG和AK的吸附行为。
　　 对CTAB-PH和CPB-PH吸附LG的静态和动态实验分别作了再生实验,结果表明,用NaOH(0.01mol·L-1)溶液解析再生效果好,再生后单位吸附量都增加。对CTAB-PH和CPB-PH吸附AK的静态实验分别做了再生实验,结果表明,用微波法再生效果较好,再生后的吸附剂可重复使用。