本文關(guān)鍵詞：表面嫁接改性活性炭及其吸附性能研究

  更多相關(guān)文章： 改性活性炭 表面修飾 陰、陽離子有機(jī)物 吸附

【摘要】：目前,工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中,溶液中有機(jī)物濃度過高對產(chǎn)品質(zhì)量、使用性能起到負(fù)面的作用,同時有機(jī)物在工業(yè)廢水中所占的比例逐年上升。如何有效控制水溶液中有機(jī)物濃度,成為解決問題的關(guān)鍵�；钚蕴吭谒幚眍I(lǐng)域依靠其吸附性能良好的特點被廣泛應(yīng)用,但傳統(tǒng)使用的活性炭在吸附效果和選擇性吸附等方面還存在不足。本文采用表面嫁接化合物、高分子聚合物的方法對活性炭進(jìn)行改性,以期達(dá)到選擇性吸附、大幅提高吸附能力的目標(biāo),為制備生產(chǎn)新型吸附材料提供一種新思路。本研究采用表面氧化改性和嫁接化合物改性相結(jié)合的方法對原樣活性炭進(jìn)行表面改性處理,得到兩種改性吸附劑材料：多羧基活性炭和季銨鹽改性活性炭。采用FT-IR、XPS、低溫氮吸附-解吸,Zeta potential對改性吸附劑材料進(jìn)行表征。同時研究了兩種改性吸附劑多羧基活性炭和季銨鹽改性活性炭分別對陽離子有機(jī)物羅丹明6G和陰離子有機(jī)物十二烷基苯磺酸鈉的吸附情況,對吸附動力學(xué)、吸附等溫線和吸附熱力學(xué)等內(nèi)容展開研究。此外,考察了改性吸附劑選擇性吸附的效果以及可能存在的吸附機(jī)理,得到以下結(jié)論：(1)多羧基活性炭吸附羅丹明6G溶液和季銨鹽改性活性炭吸附十二烷基苯磺酸鈉溶液,最佳吸附條件分別為pH=4.45和2.22,吸附時間分別為2.5h和4h,吸附劑用量20 mg,溶液體積10 mL時,極限吸附初始濃度為280mg/L和220 mg/L。(2)應(yīng)用Langmuir吸附等溫線模型和準(zhǔn)二級動力學(xué)模型能更好的擬合說明改性吸附劑的吸附過程。通過252、35℃、45℃溫度條件下研究吸附量,發(fā)現(xiàn)升高溫度對吸附有促進(jìn)作用。在溫度25℃時,對羅丹明6G和十二烷基苯磺酸鈉最大吸附量分別為122.55 mg/g和77.85 mg/g,與未改性原樣AC的吸附量44.7 mg/g和55.37 mg/g相比,有了顯著提升。(3)通過對吸附熱力學(xué)參數(shù)△G°、△H°和/△S°的計算發(fā)現(xiàn),改性吸附劑材料對羅丹明6G和SDBS的吸附是一個自發(fā)的過程,AH°值為正,說明吸附反應(yīng)是一個吸熱反應(yīng),△S°值為正,說明溫度越高,羅丹明6G和SDBS吸附在改性活性炭表面過程自發(fā)性越強(qiáng)。提高溫度,促進(jìn)了吸附劑對吸附質(zhì)的吸附。
【關(guān)鍵詞】：改性活性炭 表面修飾 陰、陽離子有機(jī)物 吸附
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TQ424.1;X703
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 工業(yè)廢水及工業(yè)廢水處理研究現(xiàn)狀11-13
• 1.1.1 工業(yè)廢水介紹11-12
• 1.1.2 工業(yè)廢水處理方法及研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2 吸附理論13-15
• 1.2.1 流體-固體表面的吸附13
• 1.2.2 吸附方式分類13-14
• 1.2.3 物理吸附力介紹14
• 1.2.4 物理吸附熱介紹14-15
• 1.3 活性炭結(jié)構(gòu)性能的概述15-16
• 1.3.1 活性炭表面物理結(jié)構(gòu)特性15-16
• 1.3.2 活性炭表面化學(xué)結(jié)構(gòu)特性16
• 1.4 活性炭表面改性方法與吸附應(yīng)用16-19
• 1.5 研究背景和內(nèi)容19-21
• 第二章 實驗試劑、儀器及表征方法21-25
• 2.1 實驗試劑與儀器21-22
• 2.2 實驗表征方法22-23
• 2.2.1 傅里葉紅外光譜分析(FT-IR)22
• 2.2.2 X射線光電子能譜分析(XPS)22-23
• 2.2.3 比表面積與孔結(jié)構(gòu)分析23
• 2.2.4 Zeta電位分析23
• 2.3 實驗工藝與方法23
• 2.4 吸附劑的吸附性能評估23-25
• 第三章 多羧基活性炭與季銨鹽改性活性炭的制備及表征25-37
• 3.1 多羧基活性炭的制備25-26
• 3.1.1 活性炭表面氧化和氯化25
• 3.1.2 丁二酸酐修飾聚乙烯亞胺化活性炭的合成25-26
• 3.2 多羧基活性炭的檢測表征26-30
• 3.2.1 傅里葉紅外光譜(FT-IR)表征結(jié)果26-27
• 3.2.2 X射線光電子能譜(XPS)表征結(jié)果27-28
• 3.2.3 孔結(jié)構(gòu)表征結(jié)果28-30
• 3.3 季銨鹽改性活性炭的制備30-32
• 3.3.1 活性炭表面氧化和氯化30-31
• 3.3.2 季銨鹽修飾甘露醇化活性炭的合成31-32
• 3.4 季銨鹽改性活性炭的檢測表征32-35
• 3.4.1 傅里葉紅外光譜(FT-IR)表征結(jié)果32-33
• 3.4.2 X射線光電子能譜(XPS)表征結(jié)果33-34
• 3.4.3 孔結(jié)構(gòu)表征結(jié)果34-35
• 3.5 本章小結(jié)35-37
• 第四章 多羧基活性炭吸附陽離子有機(jī)物羅丹明6G37-55
• 4.1 前言37-38
• 4.2 實驗部分與結(jié)果討論38-54
• 4.2.1 最大吸收波長的選擇38
• 4.2.2 羅丹明6G溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制38-39
• 4.2.3 初始溶液pH值對吸附羅丹明6G的影響39-40
• 4.2.4 吸附劑用量對吸附羅丹明6G的影響40-41
• 4.2.5 吸附時間對吸附羅丹明6G的影響41-42
• 4.2.6 羅丹明6G溶液的初始濃度對吸附的影響42-43
• 4.2.7 吸附動力學(xué)43-47
• 4.2.8 吸附熱力學(xué)47-52
• 4.2.9 選擇性吸附及吸附性能的對比52
• 4.2.10 吸附機(jī)理52-54
• 4.3 本章小結(jié)54-55
• 第五章 季銨鹽改性活性炭吸附陰離子有機(jī)物十二烷基苯磺酸鈉55-71
• 5.1 前言55
• 5.2 實驗部分與結(jié)果討論55-69
• 5.2.1 最大吸收波長的選擇55-56
• 5.2.2 十二烷基苯磺酸鈉溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制56-57
• 5.2.3 初始溶液pH值對十二烷基苯磺酸鈉的影響57-58
• 5.2.4 吸附劑用量對吸附SDBS的影響58
• 5.2.5 吸附時間對吸附SDBS的影響58-59
• 5.2.6 羅丹明6G溶液的初始濃度對吸附的影響59-60
• 5.2.7 吸附動力學(xué)60-64
• 5.2.8 吸附熱力學(xué)64-68
• 5.2.9 選擇性吸附及吸附性能的對比68
• 5.2.10 吸附機(jī)理68-69
• 5.3 本章小結(jié)69-71
• 第六章 結(jié)論71-73
• 參考文獻(xiàn)73-81
• 致謝81-83
• 附錄 攻讀碩士期間發(fā)表論文及參加項目83

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本文編號：675137