【摘要】：活性藍19染料具有高毒性、難降解等特征,已經(jīng)對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重危害,因此,對水體中活性藍19染料的去除具有重要意義�；钚蕴�(AC)作為一種吸附劑,采用農(nóng)業(yè)廢棄物巴旦木殼和夏威夷果殼為原料制備活性炭,利用響應(yīng)面法優(yōu)化制備條件,對水體中RB-19染料進行吸附;為了提高目標(biāo)吸附質(zhì)的去除效果,對巴旦木殼和夏威夷果殼進行成分測定,探討不同成分組成對活性炭的結(jié)構(gòu)和吸附性能的影響;為了提高活性炭的重復(fù)利用性,對活性炭進行磁性負載并進行微波再生研究,結(jié)果如下:以新疆巴旦木殼(AS)為原料,微波加熱條件下,使用ZnCl2活化法制備巴旦木殼活性炭(ASAC),以ASAC對亞甲基藍(MB)的吸附量為響應(yīng)值,響應(yīng)面優(yōu)化法獲得了制備ASAC的最佳工藝條件:ZnCl2與AS質(zhì)量比為2.5:1,微波加熱時間15 min,微波功率900 W,最終得到ASAC得率39.67%。通過N2吸附-解吸等溫線、SEM、FTIR、XPS等方法對ASAC和AS進行表征。表明ASAC的表面孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達,比表面積839.60 m2/g,總孔容0.406 m3/g,碳含量增加而氧元素含量下降。ASAC對RB-19的最大吸附量為316.46 mg/g,并符合二級動力學(xué)模型和Langmuir吸附模型,且吸附是自發(fā)的吸熱過程。選用夏威夷果殼(MNS)為原料,以MNSAC得率和對MB的吸附量為依據(jù),響應(yīng)面法優(yōu)化微波加熱KOH活化制備MNSAC的最佳工藝條件為KOH和夏威夷果殼質(zhì)量比為2:1,微波加熱時間10 min,微波功率600 W,快速制備活性炭。對MNS和MNSAC進行SEM、FTIR、XPS等表征,發(fā)現(xiàn)MNS材料表面的孔隙和官能團發(fā)生了顯著的變化,MNSAC的比表面積高達為876.77 m2/g,總孔容為0.533 cm3/g,碳含量增加。研究了MNSAC對RB-19的吸附性能,293 K時,MNSAC對RB-19的吸附量達376.81 mg/g,MNSAC對RB-19染料的吸附量隨活性炭劑量、pH值增大而減小,隨著RB-19溶液的濃度、溫度的升高而增大。同時,MNSAC對RB-19的吸附行為符合擬二級動力學(xué)、Langmuir模型,且該吸附過程是自發(fā)進行的吸熱反應(yīng)。為了研究不同材料的成分與活性炭結(jié)構(gòu)的關(guān)系,分別測定了巴旦木殼和夏威夷果殼中纖維素、木質(zhì)素和半纖維素含量;選出具有差異性配比的原料制備的活性炭,分別是AC-1、AC-4、AC-6、AC-8和AC-9,并對5種ACs進行表面結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成表征及吸附性能測定;表明AC-4對RB-19的吸附性能最好,具有良好的中孔結(jié)構(gòu),說明制備活性炭的原料中纖維素含量越高,活性炭形成的中孔結(jié)構(gòu)越好,對RB-19的吸附量越高;而纖維素含量過高也會影響活性炭中孔結(jié)構(gòu)的形成,且對RB-19的吸附是自發(fā)的,吸熱反應(yīng),符合擬二級動力學(xué)和Langmuir模型。將活性炭和Fe_3O_4納米粉末按比例混合,超聲條件下將磁性物質(zhì)Fe_3O_4負載在活性炭上,并研究了磁性MNSAC對RB-19的吸附性能,結(jié)果表明,磁性MNSAC對RB-19的最大去除率為86.91%,利用磁分離方法回收磁性MNSAC并用微波輔助加熱法對其進行再生工藝,最終,活性炭循環(huán)使用5次去除率仍為76.28%。因此,磁性活性炭有利于回收,降低了回收成本,微波輔助再生活性炭是一種有效的再生技術(shù),提高了活性炭的重復(fù)利用性。
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【學(xué)位授予單位】：石河子大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X703;TQ424.1

【參考文獻】

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本文編號：2413499