本文關(guān)鍵詞：磁性污泥—花生殼基復(fù)合活性炭的制備及其吸附性能研究　出處：《西南交通大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,城鎮(zhèn)污水處理廠的增加,污泥的產(chǎn)量也在急劇增加。目前我國(guó)未得到穩(wěn)定化處理的污泥達(dá)到總產(chǎn)量的80%,從而導(dǎo)致了日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問題�；钚蕴孔鳛橐环N吸附能力的吸附材料,在環(huán)境保護(hù)、交通、工業(yè)生產(chǎn)、食品生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域得到廣泛的使用。利用污泥制備活性炭,不僅有利于解決污泥處理處置這一大環(huán)境難題,而且也實(shí)現(xiàn)了污泥的資源化利用,已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。鑒于污泥基活性炭比表面積小、含碳量低、灰分高等缺陷,本論文將另一種固體廢棄物花生殼摻雜到污泥中,通過一步法制備出磁性污泥-花生殼基復(fù)合活性炭;并研究了所制復(fù)合活性炭對(duì)2種偶氮染料甲基橙和活性艷紅K-2BP的吸附特性,并探討了2種染料的吸附機(jī)理。本論文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1)磁性污泥-花生殼基復(fù)合活性炭的制備以污水處理廠污泥和廢棄花生殼兩種固體廢棄物為原材料,以碳酸鉀(K2CO3)為活化劑,四氧化三鐵(Fe304)為賦磁劑,通過調(diào)整原料配比,K2CO3與Fe3O4的用量,活化溫度與時(shí)間等因素,優(yōu)化了一步法制備復(fù)合活性炭的工藝條件。研究結(jié)果表明:原料5g(其中污泥含量65%),K2CO3用量1.5g,Fe304用量為0.5g,活化溫度750℃,活化時(shí)間1h,所制備的復(fù)合活性炭碘值和亞甲基藍(lán)值達(dá)到最大,分別為630.24mg/g和370.35mg/g。(2)磁性污泥-花生殼基復(fù)合活性炭的表征利用掃描電鏡(SEM)、比表面積和孔徑分布、X射線衍射(XRD)、傅里葉紅外光譜(FT-IR)、Bohem滴定法、飽和磁強(qiáng)度等分別對(duì)復(fù)合活性炭的表面形態(tài)、孔洞、物相、表面官能團(tuán)和磁性進(jìn)行了表征。分析結(jié)果表明:所制備復(fù)合活性炭結(jié)構(gòu)較蓬松,多孔結(jié)構(gòu)較豐富,BET比表面積達(dá)到665.477(m2/g),總孔容為0.3617(cm3/g),平均孔徑為2.306nm。其表面分布著羧基、羥基、酚羥基、內(nèi)酯基等酸性官能團(tuán),其總量為1.5358(mmol/g)。添加的Fe304最終轉(zhuǎn)化為碳化鐵,其飽和磁強(qiáng)度為5.28 Am2/kg,在外加磁場(chǎng)下能實(shí)現(xiàn)磁分離。(3)研究磁性污泥-花生殼基復(fù)合活性炭對(duì)甲基橙和活性艷紅K-2BP的吸附特性以2種偶氮染料為吸附質(zhì),自制的復(fù)合活性炭為吸附劑,研究了溶液pH、吸附時(shí)間、溶液初始濃度、吸附劑投加量、反應(yīng)溫度等因素對(duì)吸附效果的影響,并通過兩種模型如動(dòng)力學(xué)模型和熱力學(xué)模型,探討了2種偶氮染料吸附機(jī)理。結(jié)果表明:(a)在實(shí)驗(yàn)pH值為5～12時(shí),pH對(duì)復(fù)合活性炭吸附甲基橙幾乎沒有任何影響。吸附時(shí)間、甲基橙初始濃度和反應(yīng)溫度與吸附量之間表現(xiàn)為正相關(guān),而吸附劑投加量與吸附量則表現(xiàn)為負(fù)相關(guān),在2h時(shí)吸附達(dá)到了平衡狀態(tài)。復(fù)合活性炭吸附甲基橙的吸附行為可以用準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir模型進(jìn)行準(zhǔn)確的描述,在40℃時(shí),復(fù)合活性炭吸附單層飽和吸附量為216.83mg/g。(b)隨溶液pH從2增加到9,活性艷紅K-2BP的去除率先迅速減少然后趨于平衡。吸附時(shí)間、活性艷紅K-2BP初始濃度和反應(yīng)溫度與吸附量表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系,而吸附劑投加量與吸附量則表現(xiàn)為負(fù)相關(guān)關(guān)系,在2h時(shí)吸附達(dá)到了平衡狀態(tài)。復(fù)合活性炭吸附活性艷紅K-2BP的吸附行為可以用準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和Langmuir模型進(jìn)行準(zhǔn)確的描述,在40℃其單層最大飽和吸附量為269.69mg/g。
[Abstract]:Activated carbon is used to prepare activated carbon from sludge and waste peanut shell . The adsorption properties of activated carbon were studied by means of SEM , XRD , FT - IR , Bohem titration and saturation magnetization . The results showed that : ( a ) The adsorption behavior of activated carbon was 1.5358 ( mmol / g ) . The adsorption behavior of activated carbon on methyl orange and reactive brilliant red K - 2BP was 5.28 Am2 / kg . ( b ) As the pH of the solution increases from 2 to 9 , the removal of reactive brilliant red K - 2BP takes the lead in rapid reduction and then tends to be balanced . The adsorption time , the initial concentration of reactive brilliant red K - 2BP and the adsorption capacity show positive correlation . The adsorption behavior of the active bright red K - 2BP can be accurately described by using the quasi - secondary kinetic model and the Langmuir model , and the maximum saturated adsorption capacity at 40 鈩，

本文編號(hào)：1389264