豆渣活性炭及壳聚糖复合物对亚甲基蓝吸附性能的研究

发布时间：2020-03-31 01:47

【摘要】：现代社会经济的高速发展,许多有机染料被排放到水环境中,但其组分大多以芳烃和杂环为母体。它是种难以分解的有机污染物,工业含染料废水也成为当今影响环境的某些源头。目前,经常用到的的纯化方法大多包括化学氧化、膜相互分离、吸附、光催化、降解等。其中,吸附法的设备相对简易,不会造成二次的污染,因而在含染料的废水净化领域得到普遍应用。活性炭(AC)是一种碳材料,具有大的比表面积,发达的孔结构,多变的表面性质和强的选择性吸附能力。壳聚糖(CHI)是天然的线性聚合物。目前在食品方面、环保方向、农业、医药产业等领域引起人们的深度重视。然而,由于其耐酸性弱,壳聚糖的应用空间有限。为此,对其进行改性处理以提高其抗酸溶性,交联壳聚糖便是其中的一种理想途径。在黄豆加工制作的过程中,每年会产出不少的豆渣丢弃遗物,如果直接将其排弃,将会在环境方面造成严重污染,因此,需要对豆渣进行利用,充分发挥其良好的经济与环境效益。在本研究当中,以豆渣(SD)为原料,采用ZnCl_2活化的方法,制备了豆渣活性炭(SDAC)以及活性炭/壳聚糖(AC/CHI)复合多孔小球:(1)ZnCl_2活化豆渣制作活性炭的研究结果说明,制备活性炭的较佳的工艺为:ZnCl_2与豆渣浸渍比为2:1,浸渍时间6 h,活化温度500℃,活化时间1 h。SEM显示SDAC的表面形成了大量孔结构,增加了材料的比表面积。BET测定结果展示出SDAC的比表面大小为643.58 m~2/g,孔平均直径是1.85 nm。FTIR研究表明,SDAC表面主要的含有的化学基团,如羧基、羟基和胺基等。动力学的方程和等温方程拟合分析说明:SDAC对亚甲基蓝(MB)的吸附反应符合Pseudo-second-order model。SDAC吸附亚甲基蓝(MB)的过程遵照Langmuir方程,由其测得最大吸附容量可达到255.10 mg/g。热力学的参数显示了该吸附历程是自发的和吸热的。(2)通过交联,固化和冷冻干燥制备活性炭/壳聚糖(AC/CHI)复合多孔小球。通过扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征多孔球的表面形态和化学结构。研究了溶液pH,接触时间,温度和吸附剂用量对AC/CHI多孔球吸附MB的影响。实验结果表明,Pseudo-second-order model可更加准确地描述AC/CHI多孔小球对MB的吸附过程。热力学的参数表明该实验的吸附过程是自发的和吸热的。研究结果表明,活性炭/壳聚糖(AC/CHI)复合多孔小球是一种具有应用前景的吸附剂。
【学位授予单位】：青岛大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O647.3;X703

【参考文献】