【摘要】：隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展,有機(jī)污染物引起的水體污染現(xiàn)象日益嚴(yán)重,水體的有機(jī)污染問題亟待解決。目前對有機(jī)污染物的處理方法可大致分為物理法、化學(xué)法和生物法等。物理吸附法由于具有操作簡單,吸附效率高,且吸附質(zhì)可重復(fù)利用等優(yōu)點,是目前最主要的物理處理方法之一。多孔炭作為高效吸附材料在污水處理中備受關(guān)注,制備具有高吸附能力的多孔炭材料并研究其吸附性能是本領(lǐng)域的研究熱點之一。本論文將現(xiàn)有的多孔炭材料的制備方法進(jìn)一步優(yōu)化,利用冷凍干燥技術(shù),結(jié)合高溫炭化法和化學(xué)活化法的綜合方法,探索具有超高比表面積和孔容的多孔炭材料的新方法,并研究其對有機(jī)染料吸附性能,具體研究工作如下:1.多孔炭材料的合成:本文通過冷凍干燥法,結(jié)合高溫炭化法和化學(xué)活化法相結(jié)合的綜合方法,以高分子材料聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為原料,依次經(jīng)過前驅(qū)溶液的配制及冷凍干燥過程,前驅(qū)多孔炭材料的預(yù)氧化過程,前驅(qū)材料的高溫炭化過程和多孔炭的化學(xué)活化過程,得到集微孔、介孔和大孔于一體的復(fù)合型具有超高比表面積(2930.2 m~2/g)和孔容(1.7306 cm~3/g)的多孔炭材料。并對其進(jìn)行SEM、XRD、IR、TG-DTG、低溫氮?dú)馕?脫附等溫曲線測定、壓汞測試等方法表征。發(fā)現(xiàn)當(dāng)改變前驅(qū)液濃度時,通過改變冰模版的形貌結(jié)構(gòu)間接改變了多孔炭的大孔結(jié)構(gòu);改變預(yù)氧化溫度和時間條件,對多孔炭幾乎沒有影響;改變炭化溫度和升溫速率,發(fā)現(xiàn)炭化溫度越高,升溫速率越慢,得到多孔炭形貌越規(guī)則,且溫度越高,多孔炭的非晶化程度越大;改變活化時間條件,發(fā)現(xiàn)活化過程主要是形成微孔結(jié)構(gòu)的過程,活化時間越長,得到多孔炭的微孔結(jié)構(gòu)越發(fā)達(dá)。2.多孔炭材料吸附性能研究:系統(tǒng)的研究該多孔炭對亞甲基藍(lán)(MB)、甲基橙(MO)和羅丹明B(RB)染料的吸附能力,并對吸附結(jié)果進(jìn)行吸附動力學(xué)方程擬合及吸附機(jī)理推測,推測該多孔炭對亞甲基藍(lán)(1212.5 mg/g)的吸附作用為靜電吸附作用,對甲基橙(950 mg/g)的吸附可能為靜電吸附或氫鍵作用;而對羅丹明B(1125 mg/g)的吸附則為復(fù)合式作用。并以亞甲基藍(lán)染料作為吸附質(zhì),分別對吸附溫度、吸附染料濃度和吸附染料溶液PH值等因素進(jìn)行探究。發(fā)現(xiàn)當(dāng)吸附溫度為303 K,吸附染料溶液濃度為100 ppm,吸附溶液PH為9時,該多孔炭材料對亞甲基藍(lán)染料吸附速率最快。并且通過對脫色率等溫線進(jìn)行吸附動力學(xué)擬合對比,發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)一級動力學(xué)方程可以很好的擬合該吸附過程。
【學(xué)位授予單位】：東北師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X703;O647.3
【圖文】：

機(jī)污染物對水體的污染圖

圖 1.2 生活中的各色染料圖。1.2 有機(jī)染料的處理方法有機(jī)染料廢液成分復(fù)雜，具有耐光照、抗酸堿和抗氧化等優(yōu)點，卻使得染料廢液理過程難度加大，其凈化過程一直以來備受關(guān)注。對于該類水體的凈化降解方法多致可分為三大類：物理法、化學(xué)法和生物法。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2730153