【摘要】：染料廢水排放量大、色度高、組分復(fù)雜,排放到水體后引發(fā)的環(huán)境問題日益突出。目前國內(nèi)外去除廢水中染料處理方法很多,但這些方法存在一定的缺點(diǎn)。大型海藻作為一種新型的生物吸附材料,具有成本低、去除率高等優(yōu)點(diǎn),在處理廢水方面顯示了較大的應(yīng)用前景,但利用大型藻類去除染料報道較少。本文利用大型海藻半葉馬尾藻、石莼和龍須菜作為生物吸附材料,研究了起始pH、吸附時間、藻粉投加量和染料起始濃度對吸附亞甲基藍(lán)和孔雀石綠的影響;通過吸附等溫線、吸附動力學(xué)以及吸附熱力學(xué)對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并結(jié)合掃描電子顯微鏡(SEM)觀察、傅里葉紅外光譜(FTIR)和X射線光電子能譜(XPS)分析探討其吸附機(jī)理,為海藻生物吸附劑作為環(huán)境功能材料的開發(fā)利用提供理論基礎(chǔ)。研究結(jié)果如下:1、三種海藻吸附亞甲基藍(lán)的最適pH值為4~7,石莼和龍須菜吸附孔雀石綠的最適pH值為6~7,半葉馬尾藻吸附孔雀石綠的最適pH值為5~7。半葉馬尾藻、石莼和龍須菜吸附亞甲基藍(lán)和孔雀石綠分別在60 min和20~30 min時達(dá)到吸附平衡。隨著藻粉投加量的增加,三種海藻對染料的吸附率上升但吸附容量下降。隨著染料起始濃度的增加,三種海藻對染料的吸附容量先增加隨后保持穩(wěn)定。2、利用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich模型對吸附等溫線進(jìn)行擬合。三種海藻對兩種染料的吸附均更符合Langmuir模型,半葉馬尾藻、石莼和龍須菜吸附亞甲基藍(lán)的最大吸附容量分別為729.93 mg/g、709.22 mg/g和231.48 mg/g,吸附孔雀石綠的最大吸附容量分別為961.54 mg/g、1152.39 mg/g和182.15 mg/g。吸附反應(yīng)均以物理吸附為主。吸附動力學(xué)研究結(jié)果表明,準(zhǔn)二級動力學(xué)模型能較好描述三種海藻對兩種染料的吸附,吸附存在電子轉(zhuǎn)移的共價鍵作用。顆粒內(nèi)擴(kuò)散不是唯一的吸附速率控制步驟。吸附熱力學(xué)結(jié)果顯示,石莼和龍須菜吸附亞甲基藍(lán)為自發(fā)的放熱反應(yīng),而半葉馬尾藻則為自發(fā)的吸熱反應(yīng)。半葉馬尾藻和龍須菜吸附孔雀石綠為自發(fā)的吸熱反應(yīng),而石莼則為自發(fā)的放熱反應(yīng)。3、從掃描電鏡圖片可以看出吸附染料后三種海藻的表面形態(tài)變得相對均勻、平整且飽滿。FTIR分析表明三種海藻上的羥基、氨基和羧基與兩種染料的吸附有關(guān)。XPS結(jié)果顯示吸附過程均存在離子交換反應(yīng),海藻上的羥基和羧基參與吸附,且吸附后它們的比例均減少。以上研究結(jié)果表明三種海藻對兩種染料具有不同的吸附容量,與其他吸附材料相比具有較好的吸附性能,顯示出它們在染料廢水的處理中具有良好的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：X791

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2561826