高锰酸钾改性活性炭的制备及吸附性能研究

发布时间：2017-10-10 01:18

  本文关键词：高锰酸钾改性活性炭的制备及吸附性能研究

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【摘要】：活性炭是一种高效吸附剂,对各类无机、有机物均具有较好的吸附效果,且具有吸附速率快,吸附容量高,易再生等特点。Pb~(2+)、Cr~(6+)易在动植物体内累积,具有很高的毒性,已被确认为是一种致癌物质。染料废水成分繁杂、浓度高、难降解等特点,是很难处理的废水。本实验懫用高锰酸钾对活性炭进行改性,对其吸附水中Pb~(2+)、Cr~(6+)、亚甲基蓝和甲基紫的特性进行了研究。采用扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)和N_2吸附/脱附实验等方法对改性活性炭进行表征,探讨各种参数如pH,接触时间,吸附剂用量,温度和初始浓度对吸附Pb~(2+)、Cr~(6+)、亚甲基蓝和甲基紫的影响。研究得出的结果为:(1)在室温下(25℃),当pH=2,接触时间为4 h,改性炭的投加量为50 mg,Cr~(6+)溶液浓度为100μg·L~(-1)时,KMnO_4改性活性炭对重金属离子Cr~(6+)的吸附效果最佳,改性的活性炭(AC3)吸附率达到91.23%。改性活性炭吸附Cr~(6+)符合Langmiur等温线。(2)在室温下(25℃),当pH=3,接触时间为4 h,改性炭的投加量为50 mg,Pb~(2+)溶液浓度为100 mg·L~(-1)时,KMnO_4改性活性炭对重金属离子Pb~(2+)的吸附效果最佳,改性的活性炭(AC3)吸附率达到93.5%。改性活性炭吸附Pb~(2+)符合Langmiur等温线。(3)在室温下(25℃),当pH=7,接触时间为4 h,改性炭的投加量为50 mg,亚甲基蓝溶液浓度为100 mg·L~(-1)时,KMnO_4改性活性炭对亚甲基蓝的吸附效果最佳,改性的活性炭(AC3)吸附率达到93.56%;(4)在室温下(25℃),当pH=9,接触时间为4 h,改性炭的投加量为50 mg,甲基紫溶液浓度为100 mg·L~(-1)时,KMnO_4改性活性炭对甲基紫的吸附效果最佳,改性的活性炭(AC3)吸附率达到95.87%。改性活性炭吸附亚甲基蓝和甲基紫都符合Langmiur等温线。
【关键词】：活性炭 改性 吸附 重金属离子 染料
【学位授予单位】：齐齐哈尔大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O647.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 水污染简介9
• 1.2 重金属废水污染简介9-12
• 1.2.1 重金属废水的来源10
• 1.2.2 重金属废水的处理方法10-12
• 1.3 染料废水简介12-14
• 1.3.1 染料废水的特点12
• 1.3.2 染料废水深度处理研究现状12
• 1.3.3 染料处理技术12-14
• 1.4 吸附理论概述14-16
• 1.4.1 吸附理论的分类14-15
• 1.4.2 吸附量及其影响因素15
• 1.4.3 吸附剂的种类15-16
• 1.5 活性炭概述16-17
• 1.5.1 活性炭定义16
• 1.5.2 活性炭分类16-17
• 1.5.3 活性炭的孔隙结构17
• 1.6 选题的目的和研究内容17-18
• 2 实验部分18-24
• 2.1 主要试剂及仪器18-19
• 2.1.1 主要试剂18
• 2.1.2 主要仪器18-19
• 2.2 改性活性炭的制备19
• 2.3 样品的表征方法19
• 2.3.1 改性活性炭的红外光谱（FT-IR）19
• 2.3.2 改性活性炭的氮气吸附/脱附等温曲线19
• 2.3.3 改性活性炭的扫描电子显微镜(SEM)19
• 2.4 溶液的配制19-20
• 2.4.1 Pb~(2+)、Cr~(6+)溶液的配置19-20
• 2.4.2 亚甲基蓝、甲基紫溶液的配置20
• 2.5 模拟染料废水吸附性能的研究20-22
• 2.5.1 标准工作曲线的绘制20-21
• 2.5.2 染料最大吸收波长的测定21
• 2.5.3 亚甲基蓝、甲基紫吸附性能的研究21-22
• 2.6 Cr~(6+)、Pb~(2+)吸附性能的研究22
• 2.7 吸附等温线22-24
• 3 结果与讨论24-53
• 3.1 改性活性炭的表征24-26
• 3.1.1 改性活性炭的红外光谱（FT-IR）表征24-25
• 3.1.2 改性活性炭的氮气吸附/脱附等温曲线25
• 3.1.3 改性活性炭的SEM分析25-26
• 3.2 改性活性炭对Cr~(6+)的吸附研究26-31
• 3.2.1 pH值的影响26-27
• 3.2.2 接触时间的影响27-28
• 3.2.3 吸附剂用量的影响28-29
• 3.2.4 温度的影响29
• 3.2.5 浓度的影响29-30
• 3.2.6 吸附Cr~(6+)溶液的等温线30-31
• 3.3 改性活性炭对Pb~(2+)的吸附研究31-36
• 3.3.1 pH值的影响31-32
• 3.3.2 接触时间的影响32-33
• 3.3.3 吸附剂用量的影响33-34
• 3.3.4 温度的影响34
• 3.3.5 浓度的影响34-35
• 3.3.6 吸附Pb~(2+)溶液的等温线35-36
• 3.4 改性活性炭对亚甲基蓝的吸附研究36-44
• 3.4.1 吸附-脱附平衡时间的影响36-37
• 3.4.2 最大吸收波长的测定37
• 3.4.3 pH值的影响37-38
• 3.4.4 接触时间的影响38-40
• 3.4.5 吸附剂用量的影响40-41
• 3.4.6 温度的影响41-42
• 3.4.7 浓度的影响42-44
• 3.5 改性活性炭对甲基紫的吸附研究44-53
• 3.5.1 吸附-脱附平衡时间的影响44-45
• 3.5.2 最大吸收波长的测定45-46
• 3.5.3 pH值的影响46-47
• 3.5.4 接触时间的影响47-48
• 3.5.5 吸附剂用量的影响48-49
• 3.5.6 温度的影响49-50
• 3.5.7 浓度的影响50-51
• 3.5.8 吸附甲基紫溶液等温线51-53
• 结论53-54
• 参考文献54-58
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况58-59
• 致谢59

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本文编号：1003515