010-82930964 
编号：CYYJ044041
篇名：膨润土复合微球对水中染料吸附性能研究
作者：杨树荣
关键词： 膨润土; 染料; 海藻酸钠; 吸附;
机构： 广东工业大学
摘要： 由于印染废水中的有机物成分丰富且难以生化降解,同时其盐分含量也较高,这使得它成为了工业废水处理的一大挑战。印染废水的高色度、高浓度有机物和有毒有害物质会严重影响水体的质量,使水体失去使用功能,甚至导致水资源的浪费。 为解决印染废水带来的环境问题,开发新型、高效、环保的吸附材料具有重要的现实意义和迫切需求。结合文献调查、数理统计、模型拟合等方法,本文通过实验室配置模拟水中染料溶液,不同条件制备吸附剂进行实验探究。 本文以膨润土为基体材料,以海藻酸钠为原料,氯化钙为交联剂,结合活性炭、纳米纤维素采用溶胶凝胶法分别制备两种膨润土复合微球材料,并确定最佳制备条件;通过扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscopy,SEM）、X射线衍射（X-ray Diffraction,XRD）、傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectrometer,FT-IR）表征深入了解材料的结构特性;考察不同p H、转速、吸附剂投样量、溶液初始浓度、吸附时间、离子强度因素对亚甲基蓝染料的吸附性能影响;吸附后进行再生实验,探究其再生性能;并进行吸附动力学、吸附等温式、吸附热力学的拟合及分析,以探讨吸附机理。结果表明: 膨润土/活性炭/海藻酸钠复合微球材料的最佳制备条件为:膨润土和活性炭质量比例为4:2、2%的海藻酸钠、3%的氯化钙,在p H=4-11时均有很高的吸附效果;200r/min的转速就能够产生很好的吸附效果;投加0.3g材料对初始浓度为100mg/L的亚甲基蓝有优异的吸附能力,吸附600min基本达到平衡;通过离子强度实验可知膨润土/活性炭/海藻酸钠复合微球材料在高盐废水下对目标染料亚甲基蓝具有非常优异的吸附选择性;吸附过程符合拟二级动力学方程;Freundlich吸附等温模型能更好地描述亚甲基蓝的吸附行为（R2=0.993）;通过计算可知,该复合材料对亚甲基蓝的最大吸附量可达206.404mg/g;ΔG°<0,说明整个吸附过程是自发进行的,而ΔS°>0,意味着吸附过程是熵增过程,ΔH°>0,表明吸附过程是吸热过程;经过7次循环使用,吸附量仍达初次使用的90.55%。 膨润土/纳米纤维素/海藻酸钠复合微球材料的最佳制备条件为:膨润土和纳米纤维素质量比例为24:6、2%的海藻酸钠、3%的氯化钙,在p H=4-11时均有很高的吸附效果;200r/min的转速就能够产生很好的吸附效果;投加0.3g材料对初始浓度为100mg/L的亚甲基蓝有优异的吸附能力,吸附480min基本达到平衡;通过离子强度实验可知膨润土/纳米纤维素/海藻酸钠复合微球材料在高盐废水下对目标染料亚甲基蓝具有非常优异的吸附选择性;吸附过程符合拟二级动力学方程;Freundlich吸附等温模型能更好地描述亚甲基蓝的吸附行为（R2=0.993）;通过计算可知,该复合材料对亚甲基蓝的最大吸附量可达197.75mg/g;ΔG°<0,说明整个吸附过程是自发进行的,而ΔS°>0,意味着吸附过程是熵增过程,ΔH°>0,表明吸附过程是吸热过程;经过7次循环使用,吸附量仍达初次使用的90.64%。
