微波-KOH法改性花生殼熱解炭對陽離子染料和4-氯苯酚的吸附研究.pdf

1、本課題采用微波-KOH的方法制備了改性花生殼熱解炭(AC),采用了元素分析、紅外光譜分析、BET比表面積測定法、電鏡掃描(SEM)、X-射線熒光光譜分析(XRF)、X-射線粉末衍射光譜分析(XRD)、Boehm滴定法等方法對改性前后的花生殼熱解炭進(jìn)行表征分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)改性后的花生殼熱解炭比表面積增大,表面的羥基官能團(tuán)和O-Si-O鍵增多。研究內(nèi)容:探討AC的最優(yōu)活化條件。以AC做吸附劑,研究了在單一體系中對亞甲基藍(lán)(MB)、中性紅(NR

2、)和4-氯苯酚的靜態(tài)吸附行為。靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)以單位吸附量和去除率作為評價指標(biāo),考察了吸附劑用量、吸附時間、溶液pH值、共存鹽離子種類和濃度、熱力學(xué)和動力學(xué)等因素的影響。在靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)的條件下,研究了混合體系中亞甲基藍(lán)(MB)和中性紅(NR)的競爭吸附行為,以及吸附飽和后吸附劑的再生吸附實(shí)驗(yàn)。再生實(shí)驗(yàn)以再生率和吸附劑產(chǎn)率做為評價指標(biāo),測試吸附劑解吸再生后的吸附能力。在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上考察AC作為新型吸附材料的吸附能力和可行性。
　　

3、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:
　　 (1)堿性條件下(pH>7),AC對MB的吸附效果較好,不同濃度的Na+和Ca2+對吸附行為幾乎沒有影響。Freundlich等溫模型和Koble-Corrigan等溫模型較為適合描述AC對MB的等溫吸附行為。準(zhǔn)二級動力學(xué)方程和雙常數(shù)方程都能較好的描述AC對MB的吸附動力學(xué)行為。再生實(shí)驗(yàn)說明微波480和640 W(11 min)再生效果明顯。熱力學(xué)計算說明:AC對MB的吸附是一個吸熱的、熵減的、自發(fā)的過程

4、。
　　 (2)中性條件下(pH=7.5),AC對NR的吸附效果最好。溶液中Na+和Ca2+存在對吸附有一定的促進(jìn)作用。Freundlich方程和Koble-Corrigan方程都能夠描述NR在AC上的吸附相平衡。AC對NR的吸附動力學(xué)行為可用準(zhǔn)二級動力學(xué)方程和雙常數(shù)方程來描述。最佳再生方法是320 W(11 min)的微波處理。熱力學(xué)計算說明:AC對NR的吸附是一個自發(fā)的、吸熱的、熵增的過程?；旌象w系中MB和NR兩種染料在吸附

5、過程中存在競爭吸附,且競爭對NR的影響比較大。
　　 (3)酸性條件下(pH=2),AC對4-氯苯酚的吸附效果最好,溶液中Na+和Ca2+的存在對吸附行為幾乎沒有影響。Langmuir方程和Koble-Corrigan方程都可以描述AC對4-氯苯酚的等溫吸附行為。準(zhǔn)二級動力學(xué)方程能較好的描述AC對4-氯苯酚的吸附動力學(xué)行為。最佳再生方法是NaOH(0.1 mol·L-1,30℃)溶液解析。熱力學(xué)計算說明:AC對4-氯苯酚的吸附是