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玉米芯活性炭的制备及对有机砷化合物的吸附性能研究

发布时间:2021-10-15 20:49
  洛克沙胂(ROX)和阿散酸(ASA)作为禽畜类饲料添加剂在世界范围内大量使用。这类有机砷化合物会随禽畜粪便排入环境中,并在微生物或光降解作用下转化为毒性和流动性更强的无机砷,给生态环境和人体健康带来巨大威胁。吸附法是去除有机砷污染的有效方法之一。玉米芯是玉米生产中的副产品,因其丰富的资源,可再生性和低灰分等特点成为制备活性炭的理想材料。本文以玉米芯为原料,通过水蒸气活化法制备玉米芯活性炭(AC),并利用生产出的AC吸附法处理ROX和ASA废水。以农业废弃物玉米芯为原料,利用响应面分析法的Box-Behnken设计(BBD)模型优化出水蒸气活化法制备活性炭的工艺条件。得到最佳工艺条件为活化温度892℃,活化时间40 min,炭水比1:1.6(w:w)。在此条件下制备的活性炭碘吸附值达到1216.74 mg/g,比表面积为1183.31 m2/g。考察了AC对ROX的吸附性能。利用响应面分析法的中心组合设计模型(CCD)对AC吸附ROX的吸附操作变量进行了优化。得到ROX最优吸附条件为吸附时间260 min,吸附剂用量0.4 g/L,pH 2.5,ROX初始浓度240... 

【文章来源】:郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】:79 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 有机砷的性质、应用与危害
        1.2.1 有机砷的性质
        1.2.2 有机砷的应用与危害
    1.3 有机砷在环境中的转化与去除
        1.3.1 有机砷在环境中的微生物转化
        1.3.2 有机砷去除技术
    1.4 活性炭吸附有机污染物的研究进展
        1.4.1 活性炭的性质
        1.4.2 活性炭制备方法和原料
        1.4.3 活性炭吸附法去除有机污染物
    1.5 研究目的与内容
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究内容
2 玉米芯活性炭的制备
    2.1 实验原料与方法
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验仪器与试剂
        2.1.3 实验装置与流程
        2.1.4 响应面设计
        2.1.5 分析方法
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 实验矩阵与模型分析
        2.2.2 方差分析
        2.2.3 响应面分析
        2.2.4 原料及活性炭表征
    2.3 小结
3 玉米芯活性炭对洛克沙胂的吸附性能研究
    3.1 吸附实验内容和方法
        3.1.1 实验仪器与试剂
        3.1.2 吸附剂的制备
        3.1.3 实验方法
        3.1.4 响应面设计
        3.1.5 分析方法
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 响应面结果分析
        3.2.2 吸附等温线研究
        3.2.3 热力学参数计算
        3.2.4 吸附动力学研究
        3.2.5 吸附表征
        3.2.6 吸附机理探讨
    3.3 小结
4 玉米芯活性炭对阿散酸的吸附性能研究
    4.1 吸附实验内容和方法
        4.1.1 实验仪器与试剂
        4.1.2 吸附剂的制备
        4.1.3 实验方法
        4.1.4 响应面设计
        4.1.5 分析方法
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 响应面结果分析
        4.2.2 吸附等温线研究
        4.2.3 热力学参数计算
        4.2.4 吸附动力学研究
        4.2.5 吸附表征
        4.2.6 吸附机理探讨
    4.3 小结
5 结论与展望
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢


【参考文献】:
期刊论文
[1]椰壳活性炭制备工艺的优化及其模型[J]. 龚媛媛,龚继文,蒋柏泉.  南昌大学学报(工科版). 2018(04)
[2]活性炭的吸附机理评述[J]. 王露,丁小婷,陈凯.  科学大众(科学教育). 2018(12)
[3]利用花生壳化学活化法制备活性炭的研究[J]. 邵将,刘铭瑄,孙宇杭,刘丰羽,祁维强,冯世宏.  辽宁化工. 2018(08)
[4]中孔型活性炭制备及对As(Ⅲ)/As(Ⅴ)吸附特性研究[J]. 公绪金.  哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2018(03)
[5]花生壳活性炭吸附兽用抗生素阿莫西林的研究[J]. 王中华,刘明源,曹健,朱亮.  黑龙江畜牧兽医. 2017(19)
[6]ZnCl2法制备的甘蔗渣活性炭对实验室有机废液的吸附特性[J]. 公维洁,屈军艳,李婉芝.  安徽农业科学. 2017(14)
[7]UV光降解有机砷废水[J]. 胡平,郑星,刘玉坤,许倩,李素娟,郑经堂.  环境工程学报. 2017(01)
[8]载镧生物炭的优化制备及其对水体中砷的吸附[J]. 冯彦房,薛利红,杨梖,孙海军,何世颖,杨林章.  中国环境科学. 2015(08)
[9]养殖业有机砷对土壤的污染研究[J]. 朱远航,钟崇林,张成帅,赵丽莉.  安徽农业科学. 2013(02)
[10]响应面法及其在药学领域中的应用[J]. 张艳,李永哲.  吉林化工学院学报. 2012(07)



本文编号:3438604

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