玉米秸秆活性炭吸附苯酚废水的研究

摘要

随着中国经济的快速发展，淡水资源遭到日益严重的污染，对于污废水的治理迫在眉睫。同时随着环保意识的提高，吸附技术作为一种具有低投入、高效率、环境友好等诸多优点的处理技术。通过利用农作废弃物所制备的活性炭吸附废水技术研究是如今的一大热点。
　　本论文以玉米秸秆活性炭作为此实验的吸附剂，用NaOH作改性玉米秸秆活性炭的物质，用苯酚作为该实验的吸附质有机物，利用静态实验，考察了玉米秸秆活性炭改性前后对模拟废水含有的苯酚的吸附性能，并对其去除机理进行探讨。主要研究内容及结果如下：
　　1.通过设计三因素四水平的改性条件，对玉米秸秆活性炭改性后，选出最佳改性条件下的玉米秸秆活性炭，研究对其苯酚的吸附性能，最高的除吸附去除率比改性前高出21％以上。
　　2.通过对不同吸附时间、温度、p H、玉米秸秆活性炭的用量、苯酚初始浓度等条件研究玉米秸秆活性炭改性前后对苯酚废水的去除效果。在研究范围内，随着吸附时间的延长吸附率从增加到平衡；温度的升高不利于吸附效率；在酸性及中性条件下有利于玉米秸秆活性炭对苯酚的吸附；不同活性炭用量和苯酚初始浓度的实验可以计算出改性后的玉米秸秆活性炭的最大吸附饱和量为19.51 mg/g。
　　3.通过对玉米秸秆活性炭吸附等温过程及吸附动力学的研究，La ngmuir型和Freund lic h型玉米秸秆活性炭吸附等温线拟合结果表明，玉米秸秆活性炭对苯酚的等温吸附过程更加符合Fre und lic h型吸附吸附方程；说明玉米秸秆活性炭的表面结构复杂是非均匀表面，在Fre und lic h方程参数中n>1，说明改性前后玉米秸秆活性炭都有利于对苯酚的吸附；准一级动力学和准二级动力学线性拟合对比后，准二级动力学方程与该实验数据吻合程度很高，拟合系数都>0.98，说明准二级动力学适用于整个吸附过程中控制速率的机理分析，为从实验到实际应用提供可靠的设计参数信息。
　　本文对改性前后玉米秸秆活性炭进行表征，改性后的玉米秸秆活性炭在一定程度上增加了其比表面积；改变其孔径结构，增加了玉米秸秆活性炭中的微孔以及中孔的数量；改变其表面的有效官能团。玉米秸秆活性炭这三方面的改变，是玉米秸秆活性炭对苯酚吸附效果提升的根本原因。对玉米秸秆活性炭吸附苯酚等温以及动力学研究为实际应用提供一定可靠的设计参数信息。

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1绪论

1.1国内外秸秆利用现状

1.2秸秆的组成与结构

1.3秸秆开发和利用中存在的问题以及未来的发展趋势

1.4酚类污染物

1.5活性炭的利用现状

1.6课题研究目的意义及主要内容

2实验仪器与方法

2.1实验器材

2.2玉米秸秆活性炭的预处理

2.3设计改性玉米秸秆活性炭的正交试验

2.4活性炭吸附理论研究方法

3改性玉米秸秆活性炭吸附苯酚影响因子的研究

3.1活性炭改性的正交试验

3.2活性炭结构与性能的表征

3.6本章小结

4玉米秸秆活性炭吸附苯酚性能的研究

4.1苯酚标准曲线的绘制

4.2改性前后的玉米秸秆活性炭对苯酚的吸附平衡时间的确定

4.3活性炭用量对吸附效果的影晌

4.4苯酚初始浓度对吸附效果的影响

4.5温度对吸附效果的影晌

4.6pH对玉米秸秆活性炭改性前和改性后吸附苯酚效果的影晌

4.4本章小结

5玉米秸秆活性炭吸附等温过程及动力学研究

5.1等温吸附曲线

5.2动力学分析

5.3本章小结

6结论与建议

6.1结论

6.2展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表及录用学术论文

致谢