荷葉吸附水體中亞甲基藍(lán)和堿性品紅的研究.pdf

1、染料廢水直接排放到水體中,會(huì)造成水體環(huán)境的污染。低成本的生物質(zhì)材料荷葉被首次用作吸附劑,去除水溶液中的陽(yáng)離子染料。通過(guò)研究荷葉對(duì)亞甲基藍(lán)和堿性品紅的批處理吸附實(shí)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)柱吸附實(shí)驗(yàn),探討荷葉吸附亞甲基藍(lán)和堿性品紅的能力。
　　 本文首先討論了吸附時(shí)間、吸附劑濃度、pH值、鹽離子濃度、染料初始濃度以及溫度對(duì)荷葉吸附亞甲基藍(lán)和堿性品紅的影響。批處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:荷葉對(duì)亞甲基藍(lán)和堿性品紅的吸附平衡時(shí)間為4 h,吸附劑的用量為1 g／L；

2、溫度為293 K時(shí),荷葉對(duì)亞甲基藍(lán)和堿性品紅的飽和吸附量分別為221.7 mg／g和117.5mg／g。隨著染料溶液中鹽離子濃度增加,荷葉對(duì)這兩種染料的吸附量均下降,而且Ca2+的影響要比Na+嚴(yán)重。在293～313 K溫度范圍內(nèi),隨溫度的升高,荷葉對(duì)亞甲基藍(lán)和堿性品紅的吸附量均增加；用Langmuir、Freundlich、Temkin、Koble-Corrigan、Redlich—Peterson等溫線模型對(duì)荷葉吸附亞甲基藍(lán)和堿性品

3、紅的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性擬合分析,結(jié)果顯示:Langmuir、Temkin等溫線模型能很好地描述荷葉對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附過(guò)程,荷葉對(duì)堿性品紅的吸附符合Langmuir、Freundlich、Redlich-Peterson等溫線模型。吸附熱力學(xué)結(jié)果說(shuō)明:在293～313 K溫度范圍內(nèi),荷葉吸附亞甲基藍(lán)和堿性品紅的Gibbs自由能變化AG分別為-25.67、-26.57、-27.74kJ／mol和-24.28、-25.16、-27.28 kJ／

4、mol,吸附過(guò)程是以化學(xué)吸附為主的自發(fā)、吸熱過(guò)程,升高溫度有利于吸附的進(jìn)行。荷葉對(duì)亞甲基藍(lán)和堿性品紅的動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果表明,這兩個(gè)吸附過(guò)程均符合準(zhǔn)二級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)方程,吸附過(guò)程由膜擴(kuò)散和顆粒內(nèi)擴(kuò)散聯(lián)合控制。
　　 其次,在動(dòng)態(tài)柱吸附實(shí)驗(yàn)中,分別討論了進(jìn)料流速、進(jìn)料濃度和床層高度對(duì)荷葉吸附亞甲基藍(lán)和堿性品紅穿透曲線的影響。基于固定床吸附的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,利用Thomas和Yoon-Nelson方程對(duì)吸附穿透曲線數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,Thomass和

5、Yoon-Nelson模型均可以較好地描述荷葉對(duì)亞甲基藍(lán)和堿性品紅的吸附。利用BDST模型可以預(yù)測(cè)不同床層高度時(shí)的理論穿透時(shí)間和吸附附飽和時(shí)間,均與荷葉吸附亞甲基藍(lán)和堿性品紅的實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)一致。
　　 利用比表面分析儀、傅里葉紅外光譜儀、掃描電鏡、差熱分析儀等現(xiàn)代分析技術(shù)對(duì)荷葉進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征,研究了荷葉吸附染料前后的微觀結(jié)構(gòu)變化,為更加深入理解荷葉吸附染料機(jī)理提供理論依據(jù)。
　　 本文的研究結(jié)果表明荷葉對(duì)亞甲基藍(lán)和堿性品紅