碱木质素基吸附材料制备及对配水中阳离子和阴离子染料的吸附

摘要

大部分染料结构复杂，难于降解，并且具有一定致癌作用。随着染料以及印染业发展而产生的大量含染料废水对水体的污染已经成为当今最引人关注的社会问题之一。碱木质素是碱法纸浆生产的废弃的副产物，对阴离子和阳离子基本没有吸附效果，但其分子结构中酚羟基邻位的活性氢原子具有一定的化学反应活性。因此本工作拟在碱木质素酚羟基邻位引入具有绑定阳离子和阴离子染料的功能基团制备碱木质素基吸附材料，达到以废治废的目的。在系统文献调研基础上，本论文在水相中通过曼尼希反应在碱木质素酚羟基邻位引入拥有氨基和羧基的谷氨酸，成功制备碱木质素基吸附材料。N2吸附/脱附分析结果表明碱木质素基吸附材料为一介孔材料。并研究了碱木质素基吸附材料对配水中阳离子染料结晶紫、孔雀石绿以及阴离子染料曙红B的吸附性能，结果如下：
　　碱木质素基吸附材料对配水中阳离子染料结晶紫、孔雀石绿以及阴离子染料曙红 B都具有较强吸附性能。在pH值2～7范围内，碱木质素基吸附材料对阳离子染料结晶紫、孔雀石绿的吸附容量随 pH值得上升而上升，对阴离子染料曙红 B的吸附容量随pH值得上升而下降。在pH值为7时，染料初始浓度60mg L-1，吸附材料剂量为1.0g L-1，吸附材料对结晶紫，孔雀石绿的吸附容量分别达到50.6mg g-1、43.8mg g-1，在pH值为2时，染料初始浓度60mg L-1，吸附材料剂量为10g L-1，吸附材料对曙红B的吸附容量达到45.3mg g-1。碱木质素基吸附材料对阳离子染料结晶紫、孔雀石绿以及阴离子染料曙红B的吸附动力学都符合假二级动力学，Freundlich isotherm models能很好的拟合碱木质素基吸附材料吸附三种染料的吸附平衡参数。碱木质素基吸附材料吸附三种染料的过程是吸热(自由能为负值)，自发以及随机(熵、焓为正值)的过程。
　　本论文研究了碱木质素基吸附材料对阳离子染料孔雀石绿和阴离子染料曙红B的混合溶液的吸附行为。结果表明：同时吸附阳离子染料孔雀石绿和阴离子染料曙红B时，碱木质素基吸附材料更倾向吸附孔雀石绿，在染料浓度更高时更加明显。
　　利用纸浆生产中废弃副产物制备的碱木质素基吸附材料不失为一种易得，制备成本低，可用于吸附废水中难降解有机物的生物质吸附剂。

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第1章 前言

1.1引言

1.2染料的分类及其废水的处理方法

1.3木质素的介绍

1.4木质素的研究及利用

1.5木质素的改性方法

1.6本文研究目的、意义及内容

第2章碱木质素基吸附材料的合成研究

2.1引言

2.2实验材料和仪器

2.3试验方法

2.4实验结果和分析

2.5小结

第3章碱木质素基吸附材料对结晶紫的吸附研究

3.1引言

3.2主要材料和方法

3.3实验方法

3.4实验结果及分析

3.5小结

第4章碱木质素基吸附材料对孔雀石绿的吸附研究

4.1引言

4.2实验材料和仪器

4.3实验方法

4.4实验结果及分析

4.5小结

第5章碱木质素基吸附材料对曙红B的吸附研究

5.1引言

5.2 实验材料和仪器

5.3实验方法

5.4实验结果及分析

5.4.5吸附等温曲线研究

5.5小结

第6章碱木质素基吸附材料对曙红B以及孔雀石绿混合溶液的吸附研究

6.1引言

6.2 主要材料和仪器

6.3实验方法

6.4实验结果及分析

6.5小结

第7章结论与展望

参考文献

致谢

附录 （攻读硕士学位期间所发表的论文）