表面修饰活性炭处理染料废水的研究

发布时间：2017-08-05 04:13

  本文关键词：表面修饰活性炭处理染料废水的研究

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【摘要】：我国水体污染形势比较严峻,发展高效清洁的治理方法是当前科技工作者面临的重要挑战!本文旨在探索一种更加节能的方法来处理染料废水,以保护当前的生态环境,减少废水污染。本文研究了普通活性炭的静态吸附特点,探索亚甲基蓝初始浓度、振荡时间、添加量、温度等对其吸附过程的影响,并进行了吸附热力学、动力学研究,结果表明普通活性炭吸附亚甲基蓝是一个自发的吸热反应,属于物理吸附；其动力学行为遵循准二级动力学方程,吸附速率限制步骤为膜扩散。本文研究了常规加热条件下保温温度、保温时间、升温速率、浸渍浓度以及浸渍时间对载铜活性炭吸附性能的影响,结果表明在保温温度450℃、保温时间40min、升温速率为25℃/min、浸渍浓度为0.1mol/L和浸渍时间为12h的条件下,常规加热制备的载铜活性炭吸附亚甲基蓝的能力可以达到270mg/g；采用载铜活性炭作为吸附剂进行静态吸附亚甲基蓝的实验,探索振荡时间等对其吸附过程的影响,并进行了吸附热力学、动力学研究,结果表明载铜活性炭吸附亚甲基蓝也是一个自发的吸热反应,属于物理吸附；其动力学行为遵循准二级动力学方程,吸附速率限制步骤为膜扩散。本文还研究了微波加热条件下微波温度、微波时间、微波功率、浸渍浓度以及浸渍时间对载铜活性炭吸附性能的影响,结果表明在微波温度为450℃、微波时间为20min、微波功率为300W、浸渍浓度为0.1mol/L和浸渍时间为12h时,微波加热制备的载铜活性炭的亚甲基蓝值为307.5mg/g；采用载铜活性炭作为吸附剂进行静态吸附亚甲基蓝的实验,探索振荡时间等对吸附过程的影响,并进行了吸附热力学和吸附动力学研究,结果表明此载铜活性炭吸附亚甲基蓝也是一个自发的吸热反应,属于物理吸附过程；其动力学行为遵循准二级动力学方程,吸附速率限制步骤为膜扩散。此外,采用孔结构、FTIR、XRD、SEM等方法分别对普通活性炭和载铜活性炭进行了表征分析。本文研究表明,常规加热制备的载铜活性炭的亚甲基蓝值比普通活性炭提高了33.66%,微波加热制备的载铜活性炭的亚甲基蓝值比普通活性炭提高了52.23%,而微波加热制备的载铜活性炭亚甲基蓝值比常规加热制备的提高了13.89%。结果表明,负载铜处理活性炭在一定程度上提高了其对亚甲基蓝的吸附能力。
【关键词】：微波加热 染料废水 载铜活性炭 亚甲基蓝
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X788
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 染料废水处理研究进展11-12
• 1.1.1 染料废水11
• 1.1.2 废水处理现状11-12
• 1.2 活性炭的研究进展12-16
• 1.2.1 活性炭制备研究现状12-13
• 1.2.2 活性炭再生研究现状13-14
• 1.2.3 活性炭改性研究现状14-16
• 1.3 载铜活性炭的研究进展16-17
• 1.4 微波加热的应用进展17-18
• 1.5 本论文的研究意义及内容18-21
• 1.5.1 研究背景18
• 1.5.2 研究意义18
• 1.5.3 研究内容18-21
• 第二章 实验方法及表征方法21-27
• 2.1 实验原料、试剂及仪器21-22
• 2.1.1 实验原料21
• 2.1.2 实验试剂21
• 2.1.3 实验仪器21-22
• 2.2 制备实验方法及分析22-23
• 2.2.1 实验方法22
• 2.2.2 测试分析22-23
• 2.3 静态吸附实验方法及分析23-25
• 2.3.1 吸附热力学研究23-24
• 2.3.2 吸附动力学研究24-25
• 2.4 实验表征分析25-27
• 2.4.1 孔结构分析25
• 2.4.2 FT-IR分析25
• 2.4.3 XRD分析25
• 2.4.4 SEM分析25-27
• 第三章 普通活性炭的静态吸附实验及其表征分析27-41
• 3.1 实验流程27
• 3.2 普通活性炭吸附亚甲基蓝的影响因素27-30
• 3.2.1 振荡时间对吸附性能的影响27-28
• 3.2.2 亚甲基蓝初始浓度对吸附性能的影响28-29
• 3.2.3 吸附剂添加量对吸附的影响29
• 3.2.4 温度对吸附性能的影响29-30
• 3.3 普通活性炭吸附亚甲基蓝的热力学研究30-32
• 3.3.1 Langmuir吸附等温线30
• 3.3.2 Freundlich吸附等温线30-31
• 3.3.3 热力学计算31-32
• 3.4 普通活性炭吸附亚甲基蓝的动力学研究32-34
• 3.5 普通活性炭吸附亚甲基蓝的吸附机理34-35
• 3.6 普通活性炭的表征分析35-39
• 3.6.1 孔结构分析35-36
• 3.6.2 FT-IR分析36-37
• 3.6.3 XRD分析37
• 3.6.4 SEM分析37-39
• 3.7 本章小结39-41
• 第四章 载铜活性炭的常规制备及其性能研究41-63
• 4.1 实验流程41-42
• 4.2 常规制备的影响因素42-47
• 4.2.1 保温温度对载铜活性炭性能影响42-43
• 4.2.2 保温时间对载铜活性炭性能影响43-44
• 4.2.3 升温速率对载铜活性炭性能影响44-45
• 4.2.4 浸渍浓度对载铜活性炭性能影响45-46
• 4.2.5 浸渍时间对载铜活性炭性能影响46-47
• 4.3 载铜活性炭吸附亚甲基蓝的影响因素47-50
• 4.3.1 振荡时间对吸附性能的影响48
• 4.3.2 亚甲基蓝初始浓度对吸附性能的影响48-49
• 4.3.3 吸附剂添加量对吸附的影响49-50
• 4.3.4 温度对吸附性能的影响50
• 4.4 载铜活性炭吸附亚甲基蓝的热力学研究50-52
• 4.4.1 Langmuir吸附等温线50-51
• 4.4.2 Freundlich吸附等温线51-52
• 4.4.3 热力学计算52
• 4.5 载铜活性炭吸附亚甲基蓝的动力学研究52-54
• 4.6 载铜活性炭吸附亚甲基蓝的吸附机理54-55
• 4.7 载铜活性炭的表征分析55-61
• 4.7.1 孔结构分析55-56
• 4.7.2 FT-IR分析56-57
• 4.7.3 XRD分析57-58
• 4.7.4 SEM分析58-61
• 4.8 本章小结61-63
• 第五章 载铜活性炭的微波制备及其性能研究63-85
• 5.1 实验流程63-64
• 5.2 微波制备的影响因素64-69
• 5.2.1 微波温度对载铜活性炭性能影响64-65
• 5.2.2 微波时间对载铜活性炭性能影响65-66
• 5.2.3 微波功率对载铜活性炭性能影响66-67
• 5.2.4 浸渍浓度对载铜活性炭性能影响67-68
• 5.2.5 浸渍时间对载铜活性炭性能影响68-69
• 5.3 载铜活性炭吸附亚甲基蓝的影响因素69-71
• 5.3.1 振荡时间对吸附性能的影响69
• 5.3.2 亚甲基蓝初始浓度对吸附性能的影响69-70
• 5.3.3 吸附剂添加量对吸附性能的影响70
• 5.3.4 温度对吸附性能的影响70-71
• 5.4 载铜活性炭吸附亚甲基蓝的热力学研究71-73
• 5.4.1 Langmuir吸附等温线71-72
• 5.4.2 Freundlich吸附等温线72-73
• 5.4.3 热力学计算73
• 5.5 载铜活性炭吸附亚甲基蓝的动力学研究73-75
• 5.6 载铜活性炭吸附亚甲基蓝的吸附机理75-76
• 5.7 载铜活性炭的表征分析76-81
• 5.7.1 孔结构分析76-77
• 5.7.2 FT-IR分析77-78
• 5.7.3 XRD分析78-79
• 5.7.4 SEM分析79-81
• 5.8 制备工艺对比81
• 5.9 吸附机理研究81-83
• 5.10 本章小结83-85
• 第六章 总结85-87
• 参考文献87-93
• 致谢93-95
• 附录95-96

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本文编号：623107