活性炭的包覆改性与制备及其吸附性能研究

发布时间：2023-05-13 23:28

　　由于我国纺织业的高速发展,印染废水的处理压力与日俱增。若染料废水未通过任何净化处理就直接排放到环境中,将会造成非常严重影响。活性炭是一种最常用的吸附剂,其比表面积大和官能团丰富的优点使其经常被用于各种水环境处理中。但是活性炭的再生困难以及完成吸附处理后伴随有大量材料损失及淤泥产生成为其使用的限制因素。本论文采用了两种技术手段以提高活性炭的回收以及重复使用效率。主要研究内容如下:(1)制备活性炭-海藻酸钠复合凝胶微球,可通过调节海藻酸钠和活性炭的质量比制备得到不同配比凝胶微球xAC-SA。通过实验发现,当活性炭和海藻酸钠的质量比是3:1时,所制备的微球在最佳pH7、25℃、吸附剂质量10g/L,接触时间为2h的吸附条件下,对阳离子染料亚甲基蓝(MB)的最大吸附量达16.76mg/g。通过对吸附剂吸附过程的吸附等温线、吸附动力学研究发现,所制备的凝胶微球对亚甲基蓝染料的吸附过程相比较之下和准二级动力学模型、Freundlich等温吸附模型更为接近,即3AC-SA的吸附过程属于多分子层吸附。所制备的吸附剂3AC-SA经过5次吸附脱附循环实验后对于亚甲基蓝的去除率仍能达到84.72%。通过对自...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 染料废水的处理方法
    1.3 吸附材料及吸附过程
        1.3.1 吸附材料
        1.3.2 吸附过程影响因素
    1.4 活性炭及其应用
        1.4.1 活性炭的结构特征及性质
        1.4.2 活性炭的改性
            1.4.2.1 改变活性炭的物理结构
            1.4.2.2 改变活性炭的化学结构
        1.4.3 活性炭材料在水处理中的应用
    1.5 论文选题意义及研究内容
        1.5.1 论文选题意义
        1.5.2 研究内容
第2章 活性炭海藻酸钠复合凝胶微球的制备及其吸附性能
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂
        2.2.2 复合微球AC-SA的制备
        2.2.3 复合微球AC-SA的结构表征方法
        2.2.4 复合微球AC-SA的吸附性能评价
            2.2.4.1 水样去除率的测定及吸附量的计算
            2.2.4.2 单一染料吸附实验
            2.2.4.3 混合染料体系下的吸附实验
            2.2.4.4 腐殖酸对吸附性能的影响实验
        2.2.5 复合微球AC-SA的重复使用性能评价
        2.2.6 吸附理论
            2.2.6.1 吸附动力学
            2.2.6.2 吸附等温线
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 复合微球AC-SA的结构表征
            2.3.1.1 扫描电镜分析
            2.3.1.2 红外光谱分析
            2.3.1.3 热重分析
            2.3.1.4 BET比表面积分析
        2.3.2 复合微球AC-SA的吸附性能评价与优化
            2.3.2.1 二元微球尺寸、形貌对吸附性能的影响
            2.3.2.2 复合微球的组成对其吸附性能的影响
            2.3.2.3 接触时间对其吸附性能的影响
            2.3.2.4 复合微球吸附剂用量对MB去除率的影响
            2.3.2.5 亚甲基蓝初始浓度对吸附性能的影响
            2.3.2.6 溶液初始pH对3AC-SA去除率的影响
        2.3.3 复合微球3AC-SA的吸附-脱附循环
        2.3.4 吸附剂在混合染料体系下的吸附性能评价
        2.3.5 自然水体背景物质HA的存在对3AC-SA吸附性能的影响
        2.3.6 AC-SA吸附行为研究
            2.3.6.1 吸附动力学研究
            2.3.6.2 吸附等温线研究
        2.3.7 AC-SA吸附性能与文献报道吸附剂的对比
    2.4 本章小结
第3章 磁性活性炭的制备及其吸附性能
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂
        3.2.2 磁性活性炭的制备
        3.2.3 磁性活性炭的结构表征方法
        3.2.4 GMAC的吸附性能评价
        3.2.5 GMAC重复使用性能评价
        3.2.6 GMAC吸附理论
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 磁性活性炭的结构表征
            3.3.1.1 扫描电镜分析
            3.3.1.2 红外光谱分析
            3.3.1.3 XRD分析
        3.3.2 吸附性能评价
            3.3.2.1 不同吸附剂的产率及对亚甲基蓝去除率比较
            3.3.2.2 溶液pH对吸附剂吸附染料的影响
            3.3.2.3 接触时间对吸附性能的影响
            3.3.2.4 GMAC的用量对吸附性能的影响
            3.3.2.5 亚甲基蓝初始浓度对GMAC去除率的影响
        3.3.3 吸附行为研究
            3.3.3.1 吸附动力学模型研究
            3.3.3.2 吸附等温线模型研究
        3.3.4 吸附剂GMAC的重复使用性能
    3.4 本章小结
第4章 总结与展望
    4.1 总结
    4.2 展望
参考文献
致谢



本文编号：3816738