活性炭、木炭、改性污泥对偶氮染料吸附性能研究

摘要

本文选取了活性炭、木炭和两种改性污泥共四种吸附剂吸附直接大红染料废水，分别用电镜观察了SEM图，测定了其激光粒度和Zeta电位、用差热分析仪测定了其热稳定性、同时进行了FTIR红外光谱分析，研究了四种吸附剂对直接大红模拟染料废水的吸附效果，实验结果表明： （1）四种吸附剂含有丰富的孔结构，差热分析证实，四种吸附剂热稳定性强弱顺序为：改性污泥B>活性炭>改性污泥A>木炭，红外光谱图显示吸附剂官能团组成较为简单，主要为缔合-OH，C=O和C=C，C-O-C和C-C。 （2）吸附时间、温度、离子强度对吸附过程均存在一定的影响。 （3）常温下活性炭、木炭、改性污泥A、改性污泥B吸附平衡时间分别为：24h，1h，24h，48h；四种吸附剂吸附能力强弱顺序为：活性炭>改性污泥B>改性污泥A>木炭，其常温下对染料的去除率分别为：82.3％，70.5％，42.7％，40.4％。 （4）吸附过程可以用Langmuir和Freundlich等温吸附方程进行描述。对于活性炭、改性污泥A，改性污泥B温度升高有利于吸附的进行，吸附过程为吸热反应；而木炭则随着温度的升高吸附能力减弱，吸附过程为放热反应。在温度为25℃时，活性炭、木炭、改性污泥A、改性污泥B的最大吸附量分别为357.14mg·g-1、31.847mg·g-1、97.087mg·g-1，142.86mg·g-1。 （5）离子强度的引入对活性炭吸附直接大红有促进作用，而对其他三种吸附剂的吸附有抑制作用。 （6）根据温度对吸附的影响计算了四种吸附剂对直接大红染料的表观吉布斯自由能变化、焓变以及熵变，结果表明四种吸附剂对染料吸附的表观吉布斯自由能△G0的值均小于0，吸附是自发进行的，其中活性炭、改性污泥A、改性污泥B的吸附是吸热反应，熵增大的过程，木炭对染料的吸附是放热过程，熵减小的过程。 （7）根据其时间对吸附效果的影响数据由计算结果得到四种吸附剂对大红染料的吸附过程均符合二级吸附动力学模型。 （8）改性污泥作为一种以废治废的廉价吸附剂，可以有效地处理染料废水。

目录

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声明

致谢

序

1 绪论

1.1 偶氮染料废水研究意义

1.2 偶氮染料废水的研究现状

1.2.1 物理处理法

1.2.2 化学处理法

1.2.3 生物处理法

1.3 吸附法在处理染料废水中的应用

1.4 本论文的研究目的和内容

1.5 本章小结

2 吸附理论

2.1 吸附作用

2.2 固液吸附

2.2.1 固液界面吸附特点

2.2.2 稀溶液中溶质的吸附

2.2.3 固液吸附模型

2.2.4 吸附的影响因素

2.3 本章小结

3 实验材料、设备、方法

3.1 实验仪器与药品

3.2 主要试剂的配置

3.3 实验用吸附剂

3.4 实验方法

3.4.1 直接大红测定

3.4.2 直接大红性质及其最大吸收波长

3.4.3 直接大红标准曲线的绘制

3.4.4 直接大红染料吸附量和去除率

3.4.5 吸附动力学实验

3.4.6 吸附等温线

3.4.7 吸附剂的结构表征

3.5 本章小结

4 吸附剂的理化性质分析

4.1 SEM图分析

4.2 激光粒度和Zeta电位分析

4.3 吸附剂的红外光谱FTIR分析

4.4 吸附剂的差热分析

4.5 改性污泥浸出液重金属含量的测定

4.6 本章小结

5 吸附剂对直接大红模拟染料废水吸附性能研究

5.1 吸附时间对吸附效果的影响

5.2 吸附温度对吸附效果的影响

5.3 离子强度对吸附效果的影响

5.4 吸附等温模型

5.5 吸附热力学

5.6 吸附动力学模型

5.7 本章小结

6 结论和建议

参考文献

作者简历