表面活性剂改性矿物材料吸附水中染料及其机理研究

摘要

染料废水具有有机物浓度高、色度高、无机盐含量高、成分复杂、可生化性差等特点,因而处理难度大,对染料废水的脱色及降解是目前研究的难点和热点。
　　本文用十二烷基硫酸钠(SDS)对凹凸棒土进行改性制备SDS-凹凸棒土,用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对13X分子筛进行改性制备CTMAB-13X分子筛,分别研究两种吸附剂对阳离子染料碱性嫩黄和阴离子染料甲基橙的吸附效果。同时,利用 SEM、FTIR、XRD和 Zeta电位等测试手段对吸附剂的结构和表面电性进行分析表征,探讨其吸附性能及吸附机制。
　　凹凸棒土为纤维状,且晶束间多呈平行紧密聚集。经SDS改性后的凹凸棒土,晶束在三维空间呈松散交错的排列,粒度更小,因而比表面积更大,这些变化导致改性后的SDS-凹凸棒土有更强的吸附能力,对碱性嫩黄的吸附效率由改性前的59.3％提高到80.2%,吸附容量为296.3mg/g。与13X分子筛相比,改性后的CTMAB-13X分子筛更为分散,粒度更小,CTMAB接枝改性到13X分子筛表面,但并没有破坏13X分子筛自身的晶体结构。CTMAB-13X分子筛对甲基橙的去除率达到88.9%,吸附容量为275.0mg/g。
　　SDS-凹凸棒土和CTMAB-13X分子筛吸附染料后均可经过加热解析再生,得到的凹凸棒土和13X分子筛可以重复利用。分别将SDS-凹凸棒土和CTMAB-13X分子筛进行造粒,对水中染料进行柱吸附试验,结果表明对碱性嫩黄和甲基橙的去除率分别达到81.4%和86.0%。
　　活性炭对碱性嫩黄和甲基橙的吸附容量分别为129.6mg/g和182.0mg/g,低于SDS-凹凸棒土和CTMAB-13X分子筛的吸附容量,并且活性炭价格贵,制备和再生均比表面改性矿物材料复杂,因此,表面改性无机矿物材料是一种前景广阔的新型材料。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 前 言

1.1 染料废水

1.2 染料废水治理现状

1.3 无机矿物材料对染料的吸附研究现状及进展

1.4 表面改性后的无机矿物材料对染料的吸附研究现状及发展

1.5 研究目的意义及主要内容

第2章 实验部分

2.1 实验材料及主要仪器

2.2 吸附材料的制备

2.3 实验方法

第3章 SDS-凹土对水中碱性嫩黄的吸附

3.1 改性矿物材料的选择

3.2 吸附条件对SDS-凹土去除碱性嫩黄效果的影响

3.3 SDS-凹土吸附等温线

3.4 SDS-凹土吸附动力学

3.5 SDS-凹土的物理化学性质表征

3.6 凹凸棒土的回收再利用

3.7 SDS-凹土对水中碱性嫩黄的柱吸附试验

3.8 小结

第4章 CTMAB-13X对水中甲基橙的吸附

4.1 改性矿物材料的选择

4.2 吸附条件对CTMAB-13X去除甲基橙效果的影响

4.3 CTMAB-13X吸附等温线

4.4 CTMAB-13X吸附动力学

4.5 CTMAB-13X的物理化学性质表征

4.6 13X分子筛回收再利用

4.7 CTMAB-13X对水中甲基橙的柱吸附试验

4.8 小结

第5章 结论

致谢

参考文献

附录1攻读硕士学位期间发表的论文