本文選題：電氣石 + 直接紅23��； 參考：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：偶氮染料因其具有易著色,牢度好等特點在印染、紡織等行業(yè)被廣泛應(yīng)用。其生產(chǎn)廢水具有色度高,組成成分復(fù)雜,可生化性差,毒性強等特點,因此當(dāng)此類生產(chǎn)廢水未經(jīng)適當(dāng)?shù)奶幚砼湃胧芗{水體時,會通過增加受納水體的色度而影響水生植物的光合作用從而使該水生環(huán)境生態(tài)遭到破壞。此外由于染料的生產(chǎn)廢水毒性強會抑制水生生物的生長,其毒性也會通過生物鏈的逐級富集作用對人類的安全構(gòu)成威脅。因此,目前如何處理染料廢水成為了研究熱點。吸附作用既可以起到去除水中污染物的作用,又可以起到富集污染物的作用,因此本研究旨在選擇廉價的吸附劑,通過研究其吸附性能,探討其吸附機理。電氣石因其分布廣,價格低的特點,在污染物的去除方面有良好的應(yīng)用前景。本文以直接紅23偶氮染料為例,利用電氣石作為吸附劑對其進行吸附去除。首先對電氣石進行理化性質(zhì)的研究(表面形態(tài)結(jié)構(gòu),表面官能團分析,元素組成,等電位點,平均粒徑等),其次通過條件實驗得到電氣石在不同條件下吸附直接紅23的吸附性能(電氣石的濃度,pH,溫度,離子強度),然后通過利用不同吸附動力學(xué)模型和吸附平衡學(xué)模型對實驗數(shù)據(jù)進行擬合并對擬合結(jié)果進行分析。通過比較吸附劑(電氣石)在不同條件下所表現(xiàn)出的不同吸附性能,研究吸附劑(電氣石)對直接紅23的吸附機理。此外,本研究還對已達(dá)到吸附飽和的電氣石進行回收,并將其進行解吸附處理,將解吸附的電氣石進行重復(fù)利用實驗后,研究其吸附性能。得出結(jié)論如下:(1)通過對電氣石進行表征得知電氣石表面含有羥基官能團并且當(dāng)溶液中的pH值小于pHzpc時電氣石表面帶有正電,因此對于低pH溶液,電氣石與染料分子之間靠靜電作用以及氫鍵作用結(jié)合在一起,從而起到富集作用。(2)通過將此實驗數(shù)據(jù)分別用假一級反應(yīng)動力學(xué)模型和假二級反應(yīng)動力學(xué)模型來擬合。結(jié)果顯示此實驗更適合用假二級反應(yīng)動力學(xué)模型擬合,其限速步驟為內(nèi)部顆粒擴散的快慢。此外,溫度對該反應(yīng)的影響較大,計算得出反應(yīng)的活化能為4.54 kcal/mol,屬于物理吸附。通過對其進行平衡學(xué)的分析,發(fā)現(xiàn)此實驗結(jié)果相比于用Freundlich模型擬合,更適合用Langmuir模型進行擬合。而且當(dāng)溶液中離子強度增加時,電氣石的吸附容量下降。因為離子可以通過影響電氣石表面雙電層的厚度,導(dǎo)致了其吸附容量的下降,此外,陰離子的競爭吸附也是使其吸附性能下降的一個原因。通過對電氣石進行重復(fù)利用實驗發(fā)現(xiàn)電氣石的重復(fù)利用率良好,當(dāng)重復(fù)利用至第五次是其吸附能力下降了51%,而且電氣石的最大吸附容量可以達(dá)到153 mg/g。因此,電氣石可以作為廉價高效的吸附劑對直接紅23染料進行吸附去除,同時為偶氮染料的吸附去除提供了理論分析以及技術(shù)支持,還為電氣石提供了一個新的應(yīng)用方向。
[Abstract]:Azo dyes are widely used in printing, dyeing, textile and other industries because of their characteristics of easy coloring and good fastness. The wastewater is characterized by high chromaticity, complex composition, poor biodegradability and strong toxicity. Therefore, when the wastewater is discharged into the receiving water without proper treatment, The photosynthesis of aquatic plants will be affected by increasing the chroma of the receiving water, and the aquatic environment and ecology will be destroyed. In addition, the toxicity of dyestuff wastewater will inhibit the growth of aquatic organisms, and its toxicity will threaten the safety of human beings through the enrichment of biological chain step by step. Therefore, how to treat dye wastewater has become a research hotspot. Adsorption can not only remove pollutants in water, but also enrich pollutants. Therefore, the purpose of this study is to select cheap adsorbents and to study their adsorption properties and adsorption mechanism. Tourmaline has a good prospect in pollutant removal because of its wide distribution and low price. In this paper, direct red 23 azo dyes are used as adsorbent to remove direct red 23 azo dyes. Firstly, the physical and chemical properties of tourmaline were studied (surface morphology, surface functional group analysis, element composition, equipotential point, etc. Secondly, the adsorption properties of tourmaline adsorbed direct red 23 under different conditions (the concentration of tourmaline, pH value, temperature, etc.) were obtained by conditional experiments. Ion strength), and then by using different adsorption kinetic models and adsorption equilibrium models to analyze the fitting results of the experimental data. The adsorption mechanism of direct red 23 by tourmaline adsorbent (tourmaline) was studied by comparing the adsorption properties of adsorbent (tourmaline) under different conditions. In addition, the adsorbed tourmaline was recovered and desorbed, and the adsorbed tourmaline was reused to study its adsorption performance. The conclusions are as follows: (1) by characterizing tourmaline, we know that there are hydroxyl functional groups on tourmaline surface and there is positive charge on tourmaline surface when pH value in solution is lower than pHzpc, so for low pH solution, The interaction between tourmaline and dyestuff is combined by electrostatic interaction and hydrogen bond interaction, so it can be enriched. (2) the experimental data are fitted by pseudo-first-order reaction kinetic model and pseudo-second-order reaction kinetic model, respectively. The results show that this experiment is more suitable for fitting with pseudo-second-order reaction kinetic model, and the speed limiting step is the speed of particle diffusion inside. In addition, the temperature has a great effect on the reaction. The calculated activation energy of the reaction is 4.54 kcal / mol, which belongs to physical adsorption. It is found that the experimental results are more suitable to be fitted by Langmuir model than by Freundlich model. Moreover, the adsorption capacity of tourmaline decreases with the increase of ionic strength in the solution. The adsorption capacity of tourmaline can be decreased by affecting the thickness of double layer on tourmaline surface. In addition, the competitive adsorption of anions is also one of the reasons for the degradation of adsorption performance of tourmaline. The repeated utilization of tourmaline was found to be good through the experiment of repeated utilization of tourmaline. The adsorption capacity of tourmaline decreased 51g / g when it was reused to the fifth time, and the maximum adsorption capacity of tourmaline could reach 153 mg / g. Therefore, tourmaline can be used as a cheap and efficient adsorbent to remove direct red 23 dye, which provides theoretical analysis and technical support for the adsorption removal of azo dyes. It also provides a new application direction for tourmaline.
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X791

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本文編號：2096437