【摘要】：活性炭纖維(ACF)作為活性炭的升級產(chǎn)品,因其較大的比表面積和微孔結(jié)構(gòu),具有良好的吸附性能,可用于水中有機及無機污染物的去除。從目前的研究現(xiàn)狀看,選擇性吸附以及再生利用問題是限制活性炭纖維發(fā)揮吸附優(yōu)勢的主要障礙之一。含重金屬廢水及染料廢水由于其環(huán)境危害大且較難處理,一直是我國嚴格控制的兩類廢水。目前,對該類廢水的處理多是以化學法去除重金屬離子及有機物為目的,并沒有實現(xiàn)重金屬的回收利用以及色度的穩(wěn)定達標。本課題對ACF進行氧化改性,提高吸附性能,經(jīng)多次再生后反復利用,以含重金屬廢水及染料廢水為例,研究改性前后ACF對電鍍廢水中Cu2+、Zn2+、Ni2+離子的吸附回收及對酸性大紅、堿性大紅、直接大紅染料中色度的去除效果,獲得階段性研究成果如下：(1)濃HN03改性后ACF表面含氧基團含量高于H202水溶溶液改性�？刂聘男詼囟葹�60℃,改性時間為2h,濃HN03的改性效果最佳(記作ACF-N-2h),表面含氧基團增加了3倍以上,羧基增加近7倍。(2)實驗表明：ACF-N-2h的對重金屬離子吸附效果最好,pH為6,反應時間為2h, Cu2+、Zn2+、Ni2+三種重金屬離子的去除率分別達到99.5%,90.7%,98.9%。吸附過程較好地符合Langmuir等溫吸附模型及準二級反應動力學模型,相關系數(shù)R2均可達到0.999。(3)改性后ACF的脫色效果并沒有顯著提升。正交試驗表明：各因素影響程度的主次順序為pH表面含氧基團種類反應時間。準二級動力學方程可以較好的描述ACF對染料廢水的吸附動力學過程。(4)處理實際電鍍廢水及印染廢水的實驗證明：溫度為25℃,pH為6,反應時間為2h, ACF-N-2h吸附效果最好,Cu2+、Zn2+、Ni2+的去除率分別達到99%,83%,98.3%。吸附飽和后的ACF可經(jīng)過再生實現(xiàn)重金屬的回收利用。溫度為25℃,pH為7,反應時間為80min, ACF對實際酸性大紅印染廢水的色度去除率為97.1%,實現(xiàn)色度的穩(wěn)定達標。(5)再生后ACF的吸附容量可恢復到98.7%。再生利用5次以后,吸附容量仍可達到95.6%,此時C元素的比重略有下降,仍達到85%以上,炭纖維破損程度較小。
【圖文】：

圖２．１邋ＡＣＦ的電鏡及能譜圖逡逑Ｆｉｇ邋２．１邋Ｔｈｅ邋ＳＥＭ邋／ＥＤＳ邋ｉｍａｇｅｓ邋ｏｆ邋ＡＣＦ逡逑注：（１）預處理邋ＡＣＦ邋的邋ＳＥＭ邋圖；（２）邋Ｈ２0：－ＡＣＦ－２ｈ邋的化Ｍ邋困；Ｇ）邋ＨＮ0３－ＡＣＦ－２ｈ邋的邋ＳＥＭ邋圖；逡逑

圖３．２吸附時間對吸附效果的影響逡逑巧邋ｇ邋３．２邋Ｔｈｅ邋ｅｆｆｅｃｔ邋ｏｆ邋ｔｉｍｅ邋ｏｎ邋ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ邋ｏｆ邋ｈｅａｖｙ邋ｍｅｎｔａｌ邋ｉｏｎｓ邋ｏｎ邋ＡＣＦ逡逑由圖３．２可１＾看出，Ｈ種重金屬離子的去除率由上及下依次為Ｃｕ２＋、Ｎ產(chǎn)、逡逑Ｚｎ２＋離子。反應初始吸附階段，離子去除率增加的很快，，ｌＯｍｉｎ的時候?qū)Γ茫酰玻㈠义希冢睿玻�、Ｎｉ２＋的去除率分別可達到８９．６２％，６９．１４％，邋６６．１１％，原因是此時改性ＡＣＦ逡逑表面裸露，且溶液的初始濃度大，對吸附有利。隨著反應時間的增長，上升趨勢逡逑逐漸變緩，這是因為炭纖維表面被吸附的重金屬離子覆蓋，吸附劑表面與溶液之逡逑間的濃度梯度變小，不利于吸附過程的進行。反應進行到１２０ｍｉｎ時，ＡＣＦ－Ｎ－２ｈ逡逑對打戶、Ｚｎ２＋、Ｎ產(chǎn)的去除率分別達到９８．５４％，邋９３．７６％，８３．９８％，ｎＯｍｉｎＷ后逡逑去除率變化不大，可認為１２０ｍｉｉｉ時吸附基本達到平衡。逡逑３．３．３邋ｐＨ對吸附的影響逡逑分別�。欤希希恚痰暮~、含巧、含壤模擬重金屬離子溶液于小燒杯中
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X703

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本文編號：2554446