【摘要】：伴隨我國紡織業(yè)的快速發(fā)展,其廢水總量位于全國各工業(yè)部門排放總量的第三位,其中占比最高的偶氮染料具有致毒、致癌性,對生態(tài)穩(wěn)定和人類健康有著巨大的威脅。吸附法是一種有效處理染料廢水的方法。褐煤儲量豐富,具有發(fā)達的孔結(jié)構(gòu)和活性基團,且吸附污染物后仍可作為燃料使用,避免了吸附底泥難處理的問題,為其作為吸附劑利用提供了較好的應(yīng)用前景。但褐煤原煤處理染料廢水效果不甚理想,因此對褐煤進行熱處理是其成為高效吸附偶氮染料分子材料的前提和必要環(huán)節(jié)。本論文以蒙東褐煤為原料,制備了一系列不同熱處理條件的褐煤。選擇熱處理條件為300℃-8 min、600℃-8 min和900℃-8 min的褐煤進行理化特性分析,可得隨著熱處理溫度的不斷升高,褐煤表面逐漸變得粗糙多孔,官能團含量不斷降低。在300℃-8 min的熱處理條件下,褐煤孔結(jié)構(gòu)和表面官能團的破壞程度較低。熱處理條件為600℃-8 min時,褐煤表面O=C-O含量迅速減少到0.27%,C=O的含量也不斷下降,~(13)C NMR譜圖上顯示脂肪碳峰、羧基碳和羰基碳峰消失。熱處理條件為900℃-8 min時,褐煤含有大量孔結(jié)構(gòu),比表面積由300℃-8min時的11.205 m~2*g~(-1)升高到117.740 m~2*g~(-1),樣品表面官能團基本分解完全,只含有少量C-O基團。將不同熱處理條件的褐煤吸附四種偶氮染料,得到當褐煤熱處理條件為900℃-8 min時,對剛果紅的吸附率為94.12%,直接黃棕D3G的吸附率為93.05%,甲基橙和直接耐曬藍B2RL吸附率為99.97%和99.46%。采用多元線性回歸數(shù)學(xué)方法將300℃-8 min、600℃-8 min和900℃-8 min褐煤對四種偶氮染料的吸附效果與褐煤的比表面積、總孔容積及含氧量實驗數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián),得到相關(guān)方程式。吸附實驗結(jié)果驗證了擬合方程的精確度較高,褐煤熱處理溫度和吸附染料效果呈正相關(guān)。采用熱處理褐煤吸附剛果紅、甲基橙、直接黃棕D3G和直接耐曬藍B2RL四種偶氮染料,探究吸附時間、溶液pH值、褐煤投加量、染料初始濃度等因素對吸附效果的影響。結(jié)果表明:隨著吸附時間和吸附劑用量的增加,褐煤對四種染料的吸附率先增加后趨于穩(wěn)定;溶液pH值越低越有利于吸附;同時隨著染料的初始濃度不斷增加,吸附率不斷降低,而吸附量則不斷上升。對熱處理褐煤吸附四種偶氮染料進行吸附熱力學(xué)和動力學(xué)研究,發(fā)現(xiàn)熱處理褐煤對四種染料的吸附皆更符合Freundlich吸附等溫模型和Lagergren準二級吸附速率方程。
【圖文】：

1 緒論熱穩(wěn)定性順序為[56-58]：酚羥基>羰基>羧基與甲氧基�？傻弥谑軣徇^程中，羧基和甲氧基首先發(fā)生分解，分解溫度約為 160℃，羰基在 200℃左右發(fā)生分解，而酚羥基 280 ℃開始分解，具體分解情況見圖 1-1。Jianzhong Liu 等[59]通過鍵能分析來研究褐煤不同含氧官能團穩(wěn)定性，在水熱處理過程中，醚氧鍵最先斷裂，其次是羧基及羰基，，最后是醇羥基，而酚羥基性質(zhì)最為穩(wěn)定。

1 緒論內(nèi)容對熱處理褐煤對偶氮染料分子的吸附展開研究，研究內(nèi)：用固定熱處理系統(tǒng)裝置在氮氣氛圍下對褐煤進行熱處和時間下的褐煤。對不同熱處理條件下的褐煤采用 SE、FT-IR、XPS、13C NMR 等手段探究其物理和化學(xué)性質(zhì)不同熱處理條件下的褐煤用來吸附剛果紅、甲基橙、直接 B2RL 四種偶氮染料分子，對比吸附效果的差別，初步同熱處理褐煤的物理性質(zhì)變化和化學(xué)性質(zhì)變化三者之間熱處理褐煤分別用來吸附剛果紅、甲基橙、直接黃棕 種偶氮染料，探究熱處理褐煤吸附時間、溶液 pH 值染料分子初始濃度等因素對吸附偶氮染料效果的影響氮染料的吸附熱力學(xué)和動力學(xué)進行研究。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TD849.2;X791;TQ424

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本文編號：2694036