改性水枝锦活性炭对水中罗丹明B和环丙沙星盐酸盐吸附特性研究

摘要

采用废弃的水生植物水枝锦制备改性活性炭，用于吸附去除水体中污染物罗丹明B和环丙沙星盐酸盐。通过Boehm滴定、氮气吸附解析曲线和红外光谱法分析测定了自制丙酮酸改性水枝锦活性炭的物化特性及其对水中罗丹明B和环丙沙星盐酸盐的去除能力，进一步研究探讨了水枝锦改性活性炭在水体中接触的停留时间、溶液pH值和离子强度对污染物罗丹明B和环丙沙星盐酸盐吸附性能的影响。
　　将干燥的水枝锦浸渍在45wt％ H3PO4(1.3∶1，H3PO4∶LS，w/w)中12小时后在马弗炉中焙烧1小时所得活性炭记为LSAC;水枝锦浸渍在45wt％ H3PO4与丙酮酸(13∶0.02，g H3PO4/mol PA)混合液于马弗炉中焙烧1小时所得活性炭记为PA-LSAC;将10g LSAC与含0.08mol丙酮酸100mL溶液混合震荡16小时所得活性炭记为LSAC-PA。
　　测定结果表明:PA-LSAC和LSAC-PA的比表面积分别为1128.93和966.55m2/g，其对应的孔容积分别为0.841和0.663cm3/g，均高于LSAC(877.11m2/g和0.604cm3/g)。由红外光谱和Boehm滴定结果显示LSAC-PA含更多的表面含氧官能团。罗丹明B的吸附量受溶液pH值影响较大。离子强度对罗丹明B的去除影响不大。通过动力学研究活性炭对罗丹明B的吸附过程符合伪二级动力学模型，并采用颗粒内扩散模型解释了其吸附机理。罗丹明B吸附平衡符合Langmuir模型。由Langmuir模型推算出LSAC、PA-LSAC和LSAC-PA对罗丹明B的最大吸附量分别为370.37 mg/g、384.62 mg/g和333.33 mg/g。综上可得PA-LSAC和LSAC-PA可作为去除废水中罗丹明B的有效吸附剂，对于污染物的有效去除前景较好。
　　水枝锦浸渍在45 wt％ H3PO4(2∶1，H3PO4∶LS，w/w)中10小时后在马弗炉中焙烧1小时所得活性炭记为AC;水枝锦浸渍在45 wt％ H3PO4与硫酸亚铁铵(10∶0.001，g H3PO4/mol FAS)混合液放置10小时后在马弗炉中焙烧1小时所得活性炭记为AC-FAS;10g水枝锦与0.002 mol硫酸亚铁铵于100℃下浸渍2小时后加入20g的45wt％ H3PO4继续浸渍10小时，然后在马弗炉中焙烧1小时所得活性炭记为AC-FAS2。
　　测定结果表明:AC-FAS和AC-FAS2的比表面积分别为967.28和959.06m2/g，其对应的孔容积分别为1.084和0.989cm3/g，与AC(1327.68m2/g和1.414cm3/g)相比均有所下降。红外光谱和Boehm滴定结果显示，含酸性和碱性表面官能团的数量AC-FAS2＞AC-FAS＞AC。通过接触时间和pH值对环丙沙星盐酸盐的影响结果表明，pH值对环丙沙星盐酸盐吸附的影响较大，吸附动力学符合伪二级动力学模型，同时采用颗粒内扩散模型解释了其吸附机理，环丙沙星盐酸盐的吸附平衡过程符合Langmuir模型。由此可得AC-FAS和AC-FAS2去除废水中的环丙沙星盐酸盐实验效果满意，前景较好。

目录

声明

摘要

第一部分 引言

第二部分 文献综述

2．1 染料废水和抗生素废水的产生、危害及处理现状

2．1．1 染料废水的产生、危害及处理现状

2．1．2 抗生素废水的产生、危害及处理现状

2．2 活性炭研究情况

2．2．1 活性炭的制备

2．2．2 活性炭的物化性质

2．2．3 活性炭的改性

2．3 水枝锦的应用现状

第三部分 实验部分

3．1 试剂与仪器

3．1．1 实验试剂

3．1．2 实验原料

3．1．3 实验仪器设备

3．2 实验方法

3．3 吸附理论和数值模拟

3．3．1 吸附动力学理论

3．3．2 吸附热力学理论

第四部分 结果与讨论

4．1 LSAC及丙酮酸改性水枝锦活性炭吸附罗丹明B

4．1．1 制备水枝锦活性炭

4．1．2 活性炭吸附罗丹明B分析结果

4．1．3 小结

4．2 AC、AC-FAS、AC-FAS2对环丙沙星盐酸盐吸附特性研究

4．2．1 活性炭的制备

4．2．2 活性炭吸附环丙沙星盐酸盐分析结果

4．2．3 小结

第五部分 结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表论文目录