基于葫芦脲超分子相互作用的印染废水中活性染料的吸附研究

发布时间：2017-04-28 06:05

  本文关键词：基于葫芦脲超分子相互作用的印染废水中活性染料的吸附研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在染料的工业化应用与生产过程中会产生大量的印染废水,印染废水含有难降解的-NH2、-H2SO3、-NO2等基团的多苯环物质,且水中无机盐含量高、碱性强、成分复杂、对环境危害极大。低浓度的染料就会改变水体的颜色,影响了环境的美观、降低水体的透光度,不利于水中动、植物的生存,从而使整个水生生态系统的稳定性遭受破坏。葫芦脲所具有的特殊结构和配合性质使其应用越来越广泛。含有芳环偶氮类结构的染料分子能与葫芦脲以多种弱相互作用配合形成稳定的包结配合物,葫芦脲作为一种高效吸附剂可用于印染废水中染料的去除。本文分别研究了葫芦[6]脲和葫芦[8]脲对以乙烯砜为活性基团的活性蓝19染料分子和以均三嗪为活性基团的活性黄X-RG的吸附过程,并探讨其包合机理。研究表明:对活性蓝19染料的吸附过程,葫芦[6]脲的最佳用量为60 mg,葫芦[8]脲的最佳用量为15 mg;吸附静置时间大于5小时后,吸附率达到90%以上;中性偏碱性的吸附条件更有利于提高吸附率;温度升高吸附率降低;不同浓度的Ca2+,K+,Mg2+,Na+对吸附率有显著影响;对活性蓝19染料的吸附量最大可到0.709 g/g。吸附过程符合Langmuir吸附等温方程式,是单分子层吸附;吸附过程吉布斯自由能小于零,为自发过程;吸附满足准二级动力学模型,为化学吸附,并被IR和TG表征和理论计算所证实。对活性黄X-RG染料的吸附过程,葫芦[6]脲的最佳用量为100 mg,葫芦[8]脲的最佳用量为20 mg;吸附静置时间大于5小时后,吸附率达到90%以上;中性和偏碱性更有利于吸附;温度升高吸附率降低;不同浓度的Ca2+,K+,Mg2+,Na+对吸附率有显著影响;对活性黄X-RG染料的最大吸附量可到2.4g/g;吸附过程符合Langmuir吸附等温方程,是单分子层的吸附;吸附过程吉布斯自由能小于零,为自发过程;吸附符合准二级动力学模型,为化学吸附,并被IR和TG表征和理论计算所证实。
【关键词】：活性染料 葫芦脲 吸附 包合物
【学位授予单位】：武汉纺织大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X791;O641.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-11
• 1 绪论11-21
• 1.1 印染废水的主要来源及特点11
• 1.2 印染废水的处理研究进展11-15
• 1.2.1 生物法12
• 1.2.2 化学法12-14
• 1.2.3 物理法14-15
• 1.3 超分子化学概述15-19
• 1.3.1 葫芦脲及其结构特性16-18
• 1.3.2 葫芦脲的研究及其应用18-19
• 1.4 论文的研究思路19-20
• 1.4.1 本文的研究目的和意义20
• 1.5 本章小结20-21
• 2 葫芦脲的制备与表征21-32
• 2.1 实验药品与仪器21-22
• 2.2 甘脲的合成22-24
• 2.2.1 尿素与乙二醛的摩尔比22-23
• 2.2.2 反应温度的影响23
• 2.2.3 反应pH值的影响23-24
• 2.2.4 反应时间的影响24
• 2.3 甘脲的表征24-26
• 2.3.1 熔点仪24
• 2.3.2 甘脲的红外谱图24-25
• 2.3.3 甘脲的TG25-26
• 2.3.4 甘脲的DSC26
• 2.4 葫芦脲的合成26-28
• 2.4.1 葫芦脲的分离27-28
• 2.5 葫芦脲的表征28-31
• 2.5.1 葫芦脲的红外图谱28-29
• 2.5.2 葫芦脲的TG29
• 2.5.3 葫芦脲的1HNMR29-30
• 2.5.4 粒径分析30-31
• 2.6 本章小结31-32
• 3 葫芦脲对活性蓝19染料分子的吸附研究32-54
• 3.1 前言32
• 3.2 实验部分32
• 3.2.1 实验仪器32
• 3.2.2 实验药品32
• 3.3 活性蓝19的分析32-34
• 3.3.1 活性蓝19的分子式32-33
• 3.3.2 活性蓝19染料的紫外-可见吸收光谱图33
• 3.3.3 活性蓝19染料的标准曲线33-34
• 3.4 试验方法34-40
• 3.4.1 葫芦脲的用量对染料吸附率影响34-35
• 3.4.2 初始浓度和吸附时间对吸附率影响35
• 3.4.3 温度对吸附率影响35-36
• 3.4.4 pH值对吸附率的影响36-38
• 3.4.5 离子浓度对吸附率的影响38-39
• 3.4.6 不同吸附剂的吸附效果对比图39-40
• 3.5 葫芦脲对活性蓝19的吸附机理研究40-50
• 3.5.1 葫芦脲对活性蓝19的吸附等温线40-44
• 3.5.2 吸附热力学参数计算44-46
• 3.5.3 吸附动力学模型46-47
• 3.5.4 包合物的表征47-50
• 3.6 理论计算50-53
• 3.6.1 计算方法50-51
• 3.6.2 基态构型51
• 3.6.3 包合过程热力学51-52
• 3.6.4 计算光谱与实验光谱的比较52-53
• 3.7 本章小结53-54
• 4 葫芦脲对活性黄X-RG染料分子的吸附研究54-73
• 4.1 前言54
• 4.2 实验部分54
• 4.2.1 实验仪器与药品54
• 4.2.2 实验药品54
• 4.3 活性黄X-RG的分析54-56
• 4.3.1 活性黄X-RG的分子式54-55
• 4.3.2 活性黄 X-RG 的紫外-可见吸收光谱图55
• 4.3.3 活性黄X-RG溶液的标准曲线55-56
• 4.4 实验方法56-62
• 4.4.1 葫芦脲的用量对染料吸附率影响56
• 4.4.2 初始浓度和吸附时间对吸附率影响56-57
• 4.4.3 温度对吸附率影响57-58
• 4.4.4 pH值对吸附率的影响58-59
• 4.4.5 不同离子浓度对吸附率的影响59-61
• 4.4.6 不同吸附剂的吸附效果对比图61-62
• 4.5 葫芦脲对活性黄X-RG的吸附机理研究62-70
• 4.5.1 葫芦脲对活性黄X-RG的吸附等温线62-65
• 4.5.2 吸附热力学参数计算65-66
• 4.5.3 吸附动力学模型66-68
• 4.5.4 包合物的表征68-70
• 4.6 理论计算70-72
• 4.6.1 计算方法70
• 4.6.2 基态构型70-71
• 4.6.3 计算光谱与实验光谱的比较71-72
• 4.7 本章小结72-73
• 5 结论与展望73-75
• 5.1 结论73
• 5.2 今后展望73-75
• 参考文献75-79
• 致谢79-80
• 附录80

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