【摘要】：糖濾泥含有豐富的有機質如纖維素、木質素、蛋白質、脂肪、糖份等,以及無機物成份,是制糖工業(yè)典型的固體廢棄物。由于糖濾泥成份復雜、含水率高和極易腐化發(fā)臭,因而難以有效地進行工業(yè)化大批量高值化處置,也因此造成了環(huán)境污染和降低了制糖產業(yè)鏈的經(jīng)濟效益,糖濾泥高值化綜合利用迫在眉睫。目前,圍繞解決糖濾泥污染和高值化利用問題的研究取得了較多的成果,眾多研究均表明糖濾泥具有極高的利用價值和理論研究意義。但是,在糖濾泥作為原料用于吸附劑制備并應用于印染廢水處理方面,尚存在諸多有待研究探索之處。本文提出將糖濾泥制成吸附劑并研究其吸附性能及其動力學,旨在為糖濾泥高值化綜合利用提供基礎理論支撐。本文的主要研究內容及結果如下:(1)糖濾泥高溫改性、活性炭的制備以及吸附劑結構表征。將糖濾泥置于(300℃~400℃)下高溫煅燒,制得高溫改性吸附劑;采用磷酸為活化劑制備糖濾泥活性炭。實驗結果表明,300℃高溫改性的糖濾泥比表面積為39.847 m~2·g~(-1),結構變得較疏松且有少量的孔結構,有利于吸附的進行;而進一步將糖濾泥活化制成活性炭后,在最優(yōu)化制備工藝條件下糖濾泥活性炭的比表面積增大至100.631 m~2·g~(-1),總孔容為0.292 cm~3·g~(-1),平均孔徑為3.825 nm,碘吸附值為311.42 mg·g~(-1)。糖濾泥活性炭存在明顯的孔結構,孔的大小和分布不均勻,以介孔為主。以考察碘吸附值和得率為指標,通過單因素實驗和正交試驗,確定了糖濾泥活性炭的最優(yōu)化制備工藝條件:活化劑質量分數(shù)為30%、液料比為2.5:1、活化時間為120 min、活化溫度為400℃時,糖濾泥活性炭的得率為34.30%。(2)研究高溫改性糖濾泥對剛果紅的吸附性能及其動力學。采用靜態(tài)吸附法進行模擬廢水的吸附實驗,考察了剛果紅初始濃度、吸附時間、吸附劑投加量、pH值對脫色率和吸附量的影響,確定了最佳吸附脫色條件,用準一級、準二級和顆粒內擴散方程模擬改性糖濾泥吸附剛果紅的動力學行為。實驗結果表明,當剛果紅初始濃度為100 mg·L~(-1)、吸附時間為120 min、吸附劑投加量為0.1 g及pH值為6時,廢水脫色率和吸附量分別為97.22%和32.40 mg.g~(-1);準二級動力學機理更適合解釋高溫改性糖濾泥對剛果紅吸附行為。經(jīng)高溫改性的糖濾泥,是一種優(yōu)異的吸附劑,可用于對剛果紅的吸附。(3)研究高溫改性糖濾泥對亞甲基藍的吸附性能及其動力學。采用靜態(tài)吸附法進行模擬廢水的吸附實驗,考察了亞甲基藍不同初始濃度、吸附時間、吸附劑投加量對脫色率和吸附量的影響,確定了最佳吸附脫色條件,用準一級、準二級和顆粒內擴散方程模擬改性糖濾泥吸附亞甲基藍的動力學行為。實驗結果表明,當吸附時間為120min、吸附劑投加量為0.1g時,廢水脫色率和吸附量分為77.77%和24.09mg·g~(-1);準二級動力學方程機理更適合解釋高溫改性糖濾泥對亞甲基藍吸附行為。(4)研究研究糖濾泥活性炭對染料廢水羅丹明B的吸附性能及其動力學�？疾炝瞬煌跏紳舛�、吸附時間、吸附劑投加量和pH對糖濾泥活性炭吸附羅丹明B的影響;用準一級、準二級和顆粒內擴散方程模擬糖濾泥活性炭吸附羅丹明B的動力學行為,用Langmuir和Freundlich吸附等溫式模擬糖濾泥活性炭吸附羅丹明B的熱力學行為。實驗結果表明,當初始濃度為100 mg·L~(-1)、吸附時間為120 min、吸附劑投加量為0.1 g、pH值為4時,廢水脫色率最高達99.81%,吸附量為25.02 mg.g~(-1);準二級動力學方程機理更適合解釋糖濾泥活性炭對羅丹明B吸附行為,糖濾泥活性炭對吸附羅丹明B的吸附能較好的符合Langmuir單分子層吸附模型。
【學位授予單位】：廣西科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X792;O647.33
【圖文】：

22圖 2-7 原糖濾泥和糖濾泥活性炭的傅里葉紅外光譜圖7 The FT-IR spectra of raw sugar filter mud and sugar filter activate積及孔徑分析別在 100 ℃，200 ℃，300 ℃和 400 ℃條件下進行改和孔徑，結果見表 2-5。隨著溫度的升高，100~300℃容及平均孔徑依次的增大，一方面是因為糖濾泥里所因為糖濾泥高溫被炭化，形成部分的孔，也可能是因比表面積的逐漸增大。400℃改性糖濾泥的比表面積，性糖濾泥小。為了讓吸附劑更好的對染料進行吸附，0℃改性糖濾泥進行實驗。

1039 cm-1強吸收峰消失，在 1440-1325 cm-1范圍內存在的 1319 cm-1和 1432 cm-1弱吸收峰，可能為脂肪酸類內的羰基基團消失。在 1626 cm-1存在強吸收峰消失，3650-3200 cm-1處可能為醇、酚、酸的-O-H 基團吸收峰消失，3010-2260 cm-1處不飽和碳原子上的=C-H 基團消失。這些官能團的消失，說明高溫改性后糖濾泥的化學組分發(fā)生了很大的變化，可能是高溫改性后糖濾泥中含有的有機物纖維素、木質素、蛋白質、脂肪、糖份等被熱解了，剩下的是少量沒有被熱解的物質或是化學性質穩(wěn)定的其他物質，可能為單質炭等無機物。糖濾泥活性炭與未改性糖濾泥的紅外譜圖存在很大的差別，結果見圖 2-7。糖濾泥活性炭在 1039 cm-1強吸收峰消失，在 1319 cm-1和 1432 cm-1處可能為脂肪酸類內的羰基基團消失。在 1626 cm-1存在強吸收峰有一定的偏移到 1623 cm-1

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本文編號：2717472