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

1、近年來(lái)，隨著工業(yè)活動(dòng)的擴(kuò)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(shí)意義，是目前醫(yī)藥化學(xué)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)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(duì)水溶液中重金屬離子及染料的吸附。通過單因素實(shí)驗(yàn)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(shí)間等對(duì)吸附劑

2、吸附能力及改性產(chǎn)物產(chǎn)率的影響，確定化學(xué)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(cè)技術(shù)，如 BET-N2吸附法、紅外光譜分析和掃描電鏡等，對(duì)改性前后甘草廢渣的比表面積、官能團(tuán)、結(jié)構(gòu)、形貌等進(jìn)行了表征。將三種吸附劑用于對(duì)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(shí)驗(yàn)，考察了不同pH值、吸附劑加入量、時(shí)間等對(duì)吸附劑吸附重金屬離子和染料效果的影響，同時(shí)，對(duì)吸附動(dòng)力

3、學(xué)及吸附等溫線進(jìn)行了研究。
　　實(shí)驗(yàn)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(shí)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(shí)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(shí)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(jí)標(biāo)準(zhǔn)(500 m2/g)；官能團(tuán)分析表明,活性官能團(tuán)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(wú)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(yīng)，-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(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，SGR、CAC和PAC對(duì)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(jì)算，與GR相相比，SGR、CAC和PAC對(duì)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(xiàn)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(duì)水溶液中重金屬離子和染料的吸附是一個(gè)符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程的快速吸附過程；使用0.l