化學改性甘草廢渣吸附劑的制備及其對重金屬離子和染料分子吸附性能的研究.pdf

1、近年來，隨著工業(yè)活動的擴大及中醫(yī)藥衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，廢水和廢渣的排放量不斷增加。因此，開展中藥渣的資源化綜合利用，并將其用于水污染物的控制具有重要的現(xiàn)實意義，是目前醫(yī)藥化學和環(huán)境科學領(lǐng)域的一個重要課題。
　　本論文以甘草廢渣(GR)為原料，分別采用硫酸、氫氧化鉀和磷酸為改性劑，制備改性甘草廢渣吸附劑，并將其用于對水溶液中重金屬離子及染料的吸附。通過單因素實驗方法，研究了硫酸、氫氧化鉀和磷酸的濃度、固液比、改性溫度和改性時間等對吸附劑

2、吸附能力及改性產(chǎn)物產(chǎn)率的影響，確定化學改性甘草廢渣吸附劑制備的最佳工藝條件。采用現(xiàn)代分析檢測技術(shù)，如 BET-N2吸附法、紅外光譜分析和掃描電鏡等，對改性前后甘草廢渣的比表面積、官能團、結(jié)構(gòu)、形貌等進行了表征。將三種吸附劑用于對Pb2+、Cd2+、Zn2+和Ni2+四種重金屬離子模擬廢水及結(jié)晶紫和甲基橙兩種染料模擬廢水的吸附。通過靜態(tài)吸附實驗，考察了不同pH值、吸附劑加入量、時間等對吸附劑吸附重金屬離子和染料效果的影響，同時，對吸附動力

3、學及吸附等溫線進行了研究。
　　實驗結(jié)果表明，硫酸改性甘草廢渣制備的吸附劑（SGR）最佳工藝條件為：硫酸濃度15mol/L，改性溫度95℃，固液比為1:6，改性時間為10h；以氫氧化鉀為活化劑制備甘草廢渣活性炭（CAC）最佳工藝條件為：劑料比為5:1、活化溫度為700℃、活化時間為30min、氫氧化鉀質(zhì)量濃度為70％；以磷酸為活化劑制備的活性炭（PAC）最佳工藝條件為：固液比為8:1、活化時間為45min、活化溫度為500℃，磷酸

4、濃度為70%。在結(jié)構(gòu)形貌方面，掃描電鏡觀察表明，與GR相比，CAC和PAC表面變得粗糙多孔，比表面積增大，比表面積分別為583.1m2/g、513.7m2/g，大于工業(yè)用水處理活性炭一級標準(500 m2/g)；官能團分析表明,活性官能團的數(shù)目提高；XRD分析表明，KOH和H3PO4活化后的活性炭石墨化程度很高，已形成了不規(guī)則的無定形碳結(jié)構(gòu)。硫酸改性后的甘草廢渣(SGR)由于分子表面與硫酸發(fā)生了反應，-SO3H引入到了甘草廢渣中，使外觀

5、形貌變得光滑；IR圖譜分析也表明-SO3H引入到SGR表面上。
　　靜態(tài)吸附實驗結(jié)果表明，SGR、CAC和PAC對四種重金屬離子和染料廢水都有很好的去除效果。根據(jù)Langmuir吸附等溫方程計算，與GR相相比，SGR、CAC和PAC對水中重金屬離子的吸附容量均得到顯著提高，也優(yōu)于文獻記載的其它吸附材料或活性炭的最大吸附容量；SGR、CAC和PAC對水溶液中重金屬離子和染料的吸附是一個符合準二級動力學方程的快速吸附過程；使用0.l