改性麥麩對(duì)陰離子偶氮染料的吸附研究.pdf

1、隨著我國印染行業(yè)的迅速發(fā)展，2012年我國染料產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的65％以上，出口量居總產(chǎn)量的40％，染料出口量居全球最大。廢水來源于紡織品、皮革、造紙、印刷和染料生產(chǎn)行業(yè)。染料廢水與與其他工業(yè)廢水相比，具有有機(jī)物含量高、組分復(fù)雜、色度大、含鹽量高、難降解物質(zhì)多等特點(diǎn)。廢水中含有大量的天然和人工合成的有機(jī)物(漿料、染料、助劑等);染料生產(chǎn)工藝與產(chǎn)品的不同，造成印染廢水的組分復(fù)雜;染料只是大部分轉(zhuǎn)移到被染色產(chǎn)品上，在水中留有一定量的染料，致

2、使廢水具有高色度。印染廢水不僅對(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響，而且對(duì)人類健康造成危害。高色度的印染廢水破壞水體的美觀，并阻止光線進(jìn)入水體環(huán)境，影響水體植物的光合作用。而且許多染料和他們的代謝產(chǎn)物具有毒性，特別是偶氮染料在酶和強(qiáng)還原作用下產(chǎn)生芳香胺，芳香胺經(jīng)人體活化作用后可能改變DNA結(jié)構(gòu)，引起人體病變和誘發(fā)癌癥。
　　近年來，有很多關(guān)于印染廢水處理方法的研究，主要有絮凝沉淀法、吸附法、電化學(xué)法、化學(xué)氧化法、光催化法、高級(jí)氧化法、膜處理技術(shù)和生

3、物處理方法，以達(dá)到處理染料廢水污染環(huán)境的問題。吸附法因?yàn)槠涑杀据^低、設(shè)計(jì)簡單、應(yīng)用性廣和處理高濃度印染廢水的能力，成為處理印染廢水的重要方法之一。研究表明，活性炭吸附劑對(duì)有機(jī)污染物有高效的去除率，但成本高限制其廣泛的應(yīng)用。農(nóng)業(yè)廢棄物含有纖維素、半纖維素和蛋白質(zhì)等成分，可用作低成本的生物質(zhì)吸附劑。而且農(nóng)業(yè)廢棄物如秸稈、木屑、果皮等在環(huán)境中堆放不僅污染周圍環(huán)境，而且秸稈露天焚燒造成大氣污染物含量增加，影響空氣質(zhì)量。制備成生物質(zhì)吸附劑后可用于

4、治理印染廢水，達(dá)到以廢治廢的目的。
　　研究首先探討了麥麩對(duì)氯化十六烷基吡啶的吸附情況。通過實(shí)驗(yàn)研究表明:隨著吸附劑濃度的增加，CPC的吸附率不斷增加，最佳的吸附劑濃度為1g/L，吸附等溫線試驗(yàn)中，F(xiàn)reundlich模型和Dubinin-Radushkevich模型符合吸附等溫線的數(shù)據(jù)，吸附過程符合準(zhǔn)二級(jí)吸附速率方程，最大吸附量為216.784mg/g，說明吸附過程以物理吸附過程為主，吸附反應(yīng)是吸熱反應(yīng)和自發(fā)反應(yīng)，吸附反應(yīng)是熵增

5、加過程。離子強(qiáng)度的增加將降低麥麩對(duì)氯代十六烷基吡啶(CPC)的吸附量。
　　本研究還對(duì)麥麩和Gemini12-2-12改性麥麩進(jìn)行了比表面積測定(BET)、掃描電鏡分析(SEM)和同步加速器輻射顯微紅外分析。Gemini表面活性劑改性可以顯著提高麥麩的吸附能力。改性改變了麥麩的表面結(jié)構(gòu)和帶電特性。本研究并對(duì)Gemini12-2-12改性麥麩吸附陰離子偶氮染料(酸性紅18、酸性橙7、酸性黑1)進(jìn)行了pH、吸附劑濃度、離子強(qiáng)度、等溫線

6、、動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。Langmuir模型較好的擬合吸附等溫線數(shù)據(jù)。吸附過程符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)速率方程和二階段顆粒內(nèi)擴(kuò)散方程。熱力學(xué)研究表明改性麥麩吸附酸性紅18和酸性黑1是吸熱過程、吸附酸性橙7是放熱過程，吸附過程都是自發(fā)反應(yīng)和熵增加過程。改性麥麩吸附三種染料的最優(yōu)pH是3.0。改性麥麩吸附酸性紅18、酸性橙7和酸性黑1的吸附量隨NaCl濃度從0-0.4mol/L的增加而減少。實(shí)驗(yàn)結(jié)果有助于理解有機(jī)污染物在水環(huán)境中生物質(zhì)上遷移規(guī)律。