本文關鍵詞： 廢舊棉織物 多孔碳材料 吸附 染料廢水　出處：《太原理工大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：本文以廢舊棉織物為原料，采用氯化鋅化學活化法制備多孔碳材料。優(yōu)化活化過程工藝參數(shù)，對多孔碳材料進行微觀結構和表面物理化學性質(zhì)的表征，并研究其對染料（酸性大紅GR和陽離子大紅2GL）模擬廢水的吸附性能及吸附動力學。 正交實驗設計法優(yōu)化工藝過程，采用多指標綜合分析方法，對多孔碳材料的碘吸附值、亞甲基藍吸附值和苯酚吸附值進行綜合考慮，確定的最佳工藝為氯化鋅質(zhì)量分數(shù)45%、浸漬時間8h、活化溫度700℃、活化時間30min，制得多孔碳材料的碘吸附值1198.6mg/g，亞甲基藍吸附值23.5mL/0.1g，苯酚吸附值214.2mg/g。 采用氮氣吸附等溫線、掃描電鏡、紅外光譜和X射線衍射圖譜對最佳制備工藝下的多孔碳材料進行表征。氮氣吸附結果顯示，制得的多孔碳材料中含有豐富的微孔結構，比表面積可達1463.56m2/g，t-Plot法微孔比表面積占50%，總孔體積為0.78cm3/g，BJH理論分析平均孔徑為2.14nm。SEM顯示多孔碳材料表面密布著大小不一、無規(guī)則分布的多級孔洞結構，包括微米、亞微米和納米級。FT-IR中多孔碳材料的特征吸收峰較廢舊棉纖維明顯減少，主要存在羧基、酚、醇羥基等，均為親水性基團，可提高材料對親水性染料的吸附性。X射線衍射結果顯示多孔碳材料微觀為無定型結構。 多孔碳材料對于不同染料分子的吸附性能不同，對酸性大紅GR和陽離子大紅2GL的吸附性最好。吸附平衡等溫線顯示多孔碳材料對染料分子的吸附過程吸熱，吸附速率隨溫度的升高而增大，且平衡吸附量大，酸性大紅GR為309.88mg/g，陽離子大紅2GL為828.55mg/g。偽二級動力學模型可以很好的描述兩種染料在多孔碳材料上的吸附行為，包括外部液膜擴散、表面吸附和顆粒內(nèi)擴散等，能夠更真實的反映吸附機理；且吸附速率常數(shù)k2隨初始濃度的增加而減小，隨溫度的升高而增大。 研究結果表明：廢舊棉織物可以制備出吸附性能良好的多孔碳材料，且對模擬染料廢水的吸附效率高，可以作為一種高效、經(jīng)濟、環(huán)保的吸附材料。廢舊棉織物制備多孔碳材料應用于染料廢水處理領域，實現(xiàn)“以廢治廢，循環(huán)經(jīng)濟”的目的，，有利于實現(xiàn)紡織工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
[Abstract]:In this paper, porous carbon materials were prepared from waste cotton fabric by zinc chloride chemical activation method. The microstructure and surface physicochemical properties of porous carbon materials were characterized by optimizing the activation process parameters. The adsorption performance and kinetics of dye (acid scarlet gr and cationic scarlet 2GLL) were studied. The orthogonal experimental design method was used to optimize the process. The iodine adsorption value, methylene blue adsorption value and phenol adsorption value of porous carbon materials were comprehensively considered by multi-index comprehensive analysis method. The optimum conditions are as follows: zinc chloride 45%, impregnation time 8 h, activation temperature 700 鈩

本文編號：1479808