【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,含有重金屬及染料的廢水排放造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。吸附法是處理廢水中重金屬離子和染料的有效方法之一。本文采用比表面積大的多孔二氧化硅、負(fù)載在硅砂表面的多孔二氧化硅以及改性的多孔二氧化硅做為吸附劑來動(dòng)態(tài)吸附水溶液中的六價(jià)鉻離子、鋅離子以及亞甲基藍(lán)染料。實(shí)驗(yàn)所用介孔、微孔二氧化硅是由硅砂在強(qiáng)堿溶液中水熱條件下部分溶出物做為硅源,十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為表面活性劑,調(diào)節(jié)不同的pH值而制得。用相同的方法,在未溶硅砂表面原位形成SiO_2-表面活性劑復(fù)合包覆層,然后經(jīng)干燥煅燒后獲得負(fù)載在硅砂上的多孔二氧化硅(以下簡稱負(fù)載SiO_2);負(fù)載SiO_2再利用3-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)修飾改性得到改性負(fù)載多孔二氧化硅(以下簡稱改性SiO_2)。實(shí)驗(yàn)研究了重金屬離子和染料溶液的pH值、初始濃度、流量的大小以及吸附劑的量對(duì)動(dòng)態(tài)吸附效果的影響。多孔二氧化硅對(duì)六價(jià)鉻離子和鋅離子的動(dòng)態(tài)吸附過程用Thomas模型的非線性形式進(jìn)行擬合,對(duì)亞甲基藍(lán)動(dòng)態(tài)吸附的過程用Thomas和Yoon-Nelson模型進(jìn)行擬合,Thomas模型擬合的效果更好。通過實(shí)驗(yàn)確定對(duì)六價(jià)鉻、鋅離子動(dòng)態(tài)吸附時(shí)的最佳條件。在最佳吸附條件下,當(dāng)吸附劑分別為介孔SiO_2、微孔SiO_2、改性Si O_2、負(fù)載SiO_2、硅砂時(shí),對(duì)六價(jià)鉻吸附時(shí),在5min的吸附率分別為58.02%、99.06%、99.9%、16.17%、3.37%;達(dá)到飽和的時(shí)間分別為255min、285min、185min、65min、15min;對(duì)鋅離子吸附時(shí),在5min的吸附率分別為92.3%、94.48%、98.49%、91.83%、72.44%;達(dá)到的飽和時(shí)間分別為250min、270min、240min、125min、65min。因此,微孔SiO_2相比介孔SiO_2對(duì)六價(jià)鉻、鋅離子的動(dòng)態(tài)吸附效果好;改性SiO_2、負(fù)載SiO_2、硅砂對(duì)六價(jià)鉻、鋅離子動(dòng)態(tài)吸附的效果依次變差。研究不同的多孔二氧化硅動(dòng)態(tài)吸附水溶液中的亞甲基藍(lán)。當(dāng)吸附劑分別為介孔二氧化硅、微孔二氧化硅、負(fù)載SiO_2、硅砂時(shí),動(dòng)態(tài)吸附穿透時(shí)間分別為215min、375min、255min、7min;飽和時(shí)間分別為600min、840min、600min、45min。由結(jié)果可看出微孔SiO_2動(dòng)態(tài)吸附水溶液中的亞甲基藍(lán)比介孔SiO_2的吸附效果好,負(fù)載SiO_2的吸附效果比硅砂的較好。
[Abstract]:With the development of modern industry, the waste water containing heavy metals and dyes causes serious environmental pollution. Adsorption is one of the effective methods to treat heavy metal ions and dyes in wastewater. In this paper, porous silica with large surface area, porous silica loaded on silica sand surface and modified porous silica are used as adsorbents to dynamically adsorb hexavalent chromium ion, zinc ion and methylene blue dye in aqueous solution. The mesoporous silica used in the experiment was prepared by using silica sand as silicon source in hydrothermal solution and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as surfactant to adjust different pH values. In the same way, the SiO_2- surfactant composite coating layer was formed on the surface of the undissolved silica sand in situ, and then the porous silica loaded on the silica sand (hereinafter referred to as SiO_2) was obtained after dry calcination. The modified porous silica (SiO_2) was prepared by modified SiO_2 with 3-aminopropyl triethoxy silane (KH550). The effects of pH value, initial concentration, flow rate and the amount of adsorbent on the dynamic adsorption of heavy metal ions and dye solutions were studied experimentally. The dynamic adsorption process of hexavalent chromium ion and zinc ion by porous silica is fitted by the nonlinear form of Thomas model, and the dynamic adsorption process of methylene blue is fitted by Thomas and Yoon-Nelson models. The effect of Thomas model is better. The optimum conditions for dynamic adsorption of hexavalent chromium and zinc ions were determined by experiments. Under the optimum adsorption conditions, when the adsorbents were mesoporous SiO_2, microporous SiO_2, modified Si O _ 2 and loaded SiO_2, silica sand, the adsorption rates of hexavalent chromium on 5min were 58.02% and 99.06%, respectively. 16.17 and 3.37; The saturation time was 255min ~ 285min ~ (185) min ~ (185) min ~ (65) min ~ (-1) ~ (15) min, and the adsorption rate of 5min was 92.3m ~ 94.48m ~ (98.49) and 91.833 ~ (3) ~ (th) ~ 72.44 ~ (4), respectively, when zinc ion was adsorbed to zinc ion. The saturation time was 250 min / 270 min ~ 240 min ~ (125) min ~ (65) min, respectively. Therefore, the dynamic adsorption of hexavalent chromium and zinc ions by microporous SiO_2 is better than that by mesoporous SiO_2, and the dynamic adsorption of hexavalent chromium and zinc ions by modified SiO_2, loaded SiO_2, silica sand is worse in turn. The dynamic adsorption of methylene blue in aqueous solution by different porous silica was studied. When the adsorbents are mesoporous silica, microporous silica and loaded SiO_2, silica sand, the dynamic adsorption penetration time is 215min / 375min / 255min / min, and the saturation time is 600min / 840min / 600min / 45min, respectively. The results show that the dynamic adsorption of methylene blue in aqueous solution by microporous SiO_2 is better than that of mesoporous SiO_2, and the adsorption effect of loaded SiO_2 is better than that of silica sand.
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O647.33;X703

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2335189