改性活性氧化鋁對(duì)水中磺胺甲噁唑的吸附特性研究.pdf

1、磺胺甲噁唑是一種廣譜抗生素，由于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，極易在環(huán)境中積累，對(duì)人們的身體健康存在潛在威脅，引起了人們的廣泛關(guān)注。在眾多去除抗生素方法中，吸附法因成本低、操作簡(jiǎn)便，在水中低濃度抗生素的深度去除方面具有潛在優(yōu)勢(shì)?；钚匝趸X是一種常見(jiàn)的吸附劑，但普通活性氧化鋁的吸附容量偏低，必須對(duì)其改性以提高其吸附性能。本文旨在基于提高活性氧化鋁對(duì)磺胺甲噁唑吸附容量的目的，對(duì)其進(jìn)行改性，篩選出最優(yōu)改性方法，并對(duì)其吸附性能、吸附機(jī)理以及再生方法進(jìn)行詳細(xì)的研究和

2、探討。主要的研究結(jié)果如下：
　　1.首先研究了普通活性氧化鋁對(duì)磺胺甲噁唑的吸附過(guò)程，為其改性研究提供基礎(chǔ)。以活性氧化鋁為吸附劑進(jìn)行了水中磺胺甲噁唑的靜態(tài)吸附試驗(yàn)，考察了平衡時(shí)間、初始濃度、pH值等對(duì)吸附性能的影響。結(jié)果表明：在吸附的最初2h，吸附容量的增大速度很快，吸附12h后，吸附速率曲線基本達(dá)到了平衡，且初始濃度越高，活性氧化鋁的吸附容量就越高。當(dāng)pH從3提高到10時(shí)，活性氧化鋁的吸附容量先增長(zhǎng)后減少，吸附效果最好的pH為6-

3、7。
　　2.經(jīng)過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)，確定草酸-氯化鐵復(fù)合改性為最佳改性方法。最佳改性條件為：草酸濃度0.01％，固液比1:2，改性時(shí)間30min；氯化鐵濃度0.05%，固液比1:2，改性時(shí)間1h。復(fù)合改性后活性氧化鋁的吸附容量由0.22mg/g提高到0.577mg/g，改性活性氧化鋁的吸附容量是未改性的2.63倍。
　　3.草酸-氯化鐵-活性氧化鋁對(duì)水中磺胺甲噁唑的吸附動(dòng)力學(xué)符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，擬二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)常數(shù)k2的值隨溫度

4、升高而增加，說(shuō)明升溫有利于提高吸附速率，有利于吸附反應(yīng)進(jìn)行。吸附等溫線研究表明，改性活性氧化鋁的吸附行為更符合Freundlich方程擬合。吸附過(guò)程吉布斯自由能ΔG0<0，說(shuō)明吸附是自發(fā)的；ΔH0>0，說(shuō)明吸附過(guò)程吸熱，降低溫度會(huì)阻礙反應(yīng)進(jìn)行；ΔS0>0，說(shuō)明改性活性氧化鋁對(duì)磺胺甲噁唑的吸附是熵增加的反應(yīng)。
　　4.經(jīng)過(guò)阿倫尼烏斯方程算出改性活性氧化鋁吸附水中磺胺甲噁唑的吸附活化能為172.82kJ/mol。說(shuō)明此吸附過(guò)程以化學(xué)吸

5、附為主。探討了磺胺甲噁唑與改性活性氧化鋁表面之間的傳質(zhì)過(guò)程。結(jié)果表明改性活性氧化鋁對(duì)磺胺甲噁唑的吸附是由膜擴(kuò)散和內(nèi)擴(kuò)散共同控制，即表面膜擴(kuò)散和粒子內(nèi)部擴(kuò)散均為吸附反應(yīng)的限速步驟。
　　5.經(jīng)過(guò)XRD、BET、FT-IR和SEM對(duì)改性前后的活性氧化鋁的表面性質(zhì)進(jìn)行了表征：改性后的活性氧化鋁比表面積增加，孔道增多，因而使得吸附量增加。改性后活性氧化鋁的晶體結(jié)構(gòu)未被破壞。
　　6.對(duì)吸附飽和改性活性氧化鋁的再生研究表明：用0.01