天然沸石对水体中甲基橙和亚甲基蓝的吸附研究 - 图文(5)

簋＝童銎整廑盔啦危害丛进鱼垄堑缝握坦生酸应旦１．８．２活化能由前面的动力学模型可得到吸附过程的准一级或准二级动力学常数，采用回归系数较大的动力学常数，根据阿伦尼乌斯公式可求得吸附过程的表观活化甜９３罔Ｊｔ缺一鲁＋?吨Ｒｒ”（１－２８）式中岛为温度影响因子，ｋ为吸附速率常数，ｒ为吸附反应温度（Ｋ），臣为反应的表观活化能（１【Ｊ?ｔｏｏｌ－１），把不同温度下吸附反应的速率常数和温度代入公式（１．２８），对１ｎ肛ｒ作图，可得到一条直线，从直线的斜率可以求出表观活化能．１．９小结本章主要介绍了论文研究的背景和意义，包括染料污染引起的环境问题，对吸附法从材料的类型和来源、影响吸附的因素、吸附的平衡模型及动力学模型等方面进行了综述．天然矿物包括天然沸石吸附剂，容易开采、价格低廉，具有较高的化学和生物稳定性，吸附性能较好，可能会大规模应用于含染料废水的处理，具有较好的开发利用前景．第二章选题依据、实验方法与研究内容２．１选题依据天然沸石，由于来源广，价格低，除用作饲料外，用于重金属、染料等难降解污污染物的处理，有着经济的、社会的、环境的效益【ｌ－卅．沸石有稳定的骨架结构，表面富含羟基官能团，有一定的比表面积和孔径，对污染物有良好的结合作用．沸石在我国及世界资源丰富，因此不少学者开展了沸石的加工利用研究ｐ８１．染料废水难降解，存在于水中也影响光线的传播，不利于永体的生态系统进行光合作用，而吸附法在去除难降解污染物中起着重要作用．活性炭吸附能力强，对多数污染物有很好的吸附作用，但价格高，且再生困难，所以选择廉价的吸附剂是很重要的．利用天然沸石作为吸附剂处理含染料的废水，有着现实的、环境的意义．为了探索天然沸石用作吸附剂对染料的吸附性能，本实验对沸石吸附甲基橙和亚甲基蓝的条件及吸附机理进行了研究，为扩大沸石的资源利用，开发廉价、高效、因地制宜的吸附材料提供理论基础．２．２仪器和试剂２．２．１仪器差热分析仪（ＳｈｉｍａｄｚｕＤＴ－４０）；ＳＨＺ－８２型水浴恒温振荡器（江苏太仓医疗器械厂）８００型离心机（上海手术器械厂）；恒流泵（上海仪器三厂）；ｐＨＳ一２型精密酸度计（上海雷磁仪器厂）；７２１分光光度计（上海分析仪器厂）．２．２．２试剂盐酸、氢氧化钠、氯化钠、氯化钙、等均为分析纯（洛阳化学试剂厂）．甲基橙（Ｍ０）：分析纯，分子结构如下：ｃｃＨ３）茹＝＠＝Ｎ一甲。一ｓ’Ｈ皿甲基蓝（ＭＢ）：分析纯，分子结构如下：１９即、Ｎ哟Ｎ亡Ｈ３ｃ１一亡Ｈ３２．３材料和方法２．３．１沸石预处理沸石经破碎筛分出粒径为４０－－６０目的颗粒，自来水冲洗，充分搅拌，以去除细末、粘土以及其它杂质，浸泡４８ｈ，每隔３ｈ更换一次水，以便降低沸石的碱性．然后，在烘箱中１２０℃烘干２ｈ，得到水洗沸石，储存备用．２．３．２实验方法２．３．２．１沸石对甲基橙和亚甲基蓝的静态吸附实验取一定质量的制好备用的沸石（４０－６０ｍｅｓｈ）于锥形瓶，加入一定体积不同浓度的染料溶液５０ｍＬ，振荡一定时间后，把溶液倒入离心管中离心或进行过滤操作，取上层清液或滤液，测定吸附后溶液中染料的浓度，并依下式计算沸石的吸附量：ｑ：—Ｃｏｒｏ—－ｃｒｍ（２＿１）式中，ｏ、Ｃ分别为加入的吸附前染料溶液的浓度和吸附后溶液中染料的浓度（ｍｇ?Ｌ－１），Ｖｏ、Ｖ分别为标准溶液的体积和进行吸附时溶液的体积（Ｌ），ｍ为发生吸附时吸附剂的质量（ｇ），ｑ吸附剂的为吸附量（ｍｇ－旷１），即单位质量的吸附剂吸附染料的质量．２．３．２．２沸石对亚甲基蓝的动态吸附实验将一定质量的天然沸石放于玻璃管制成吸附柱（直径１．５ｃ１１１，长３０ｃｍ）．实验中除了讨论ｐＨ值对吸附的影响外，溶液的ｐＨ值约为７．０．溶液的ｐＨ值用Ｏ．１ｍｏｌ?Ｌ－１的硝酸来调节．溶液通过一个蠕动泵输送到吸附柱内，然后由重力作用自然通过吸附柱以一定的流速流下来．在一定的时间间隔内，取出流出液，用火分光光度法测量流出液中的亚甲基蓝的浓度．２．３．２．３吸附剂的表征为了解沸石的物理化学性能以及重金属离子与吸附材料的作用机理，对试样及笙＝三童堡壁筮堡：塞墅友选蔓盟宜由查实验结果采用现代物理化学测试手段进行了分析．所用方法及设备如下：（１）扫描电子显微镜用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）观察锰氧化物以及石英砂、沸石改性前后的表面形态．扫描电镜为ＪＥＯＬ６３３５Ｆ型，ＪＥＯＬ公司（日本岛津）出品．（２）Ｘ一射线能量射散分析ＪＥＯＬＳＥＭ（ＪＳＭ．５６００）／ＯＸＦＯＲＤ一能量射散ｘ一射线能谱仪（日本岛津）（３）比表面积的测定采用ＢＥＴ法测定石英砂、沸石改性前后以及吸附重金属离子前后的比表面积．仪器为ＮＯＶＡｌ０００高速自动比表面及空隙度分析仪（美国康塔公司）．（４）ｘ一射线粉末衍射分析用ｘ一射线衍射（ＸＲＤ）分析涂锰氧化物石英砂、沸石表面锰氧化物膜的物相组成．Ｘ一射线衍射分析仪为Ｄ／ＭＡＸ—ＲＡ型，日本理学出品．（５）红外光谱分析采用ＫＢｒ压片在ＰＥ．１７１０ＦＴＩＲ傅里叶红外光谱仪（美Ｉ重ＩＰＥ公司）上测定固体样品的ＦＴ－ＩＲ（Ｆｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍ—ｉｎｆｒａｒｅｄ）谱图．测定范围为４００．４０００锄～．２．３．３分析方法采用可见分光光度法进行测定，利用朗伯一比尔定律，通过测定溶液的吸光度测定染料的浓度．２…３３１亚甲基蓝的测试方法采用可见分光光度法测定吸附前后溶液中亚甲基蓝的浓度，测试波长为６６８ｎｎｌ，在一定的浓度范围内吸光度与亚甲基蓝溶液的浓度成正比．２．３．３．２甲基橙的测试方法采用可见分光光度法测定吸附前后溶液中亚甲基蓝的浓度，在ｐＨ为２时，测定波长为５１０ｎｌｎ，在一定的浓度范围内吸光度与甲基橙溶液的浓度成正比．２．４研究内容２．４．１沸石对甲基橙的静态吸附实验除吸附剂用量外，称取０．０５００ｇ处理好的沸石于５０ｍＬ锥形瓶中，加入１０ｍＬ一定浓度的甲基橙溶液，此时吸附剂的浓度为５ｇ－Ｌ－１，在振荡器上振荡１８０ｍｉｎ，离心，测定滤液中甲基橙的浓度，根据吸附前后浓度差、溶液体积和吸附剂用量计２１差三童垄墅筮堡：塞验直选皇班塑内查算沸石对甲基橙的吸附量．研究溶液ｐＨ、盐度、吸附时间、温度和ＭＯ的不同初始浓度对吸附的影响．２．４．２沸石对亚甲基蓝的静态吸附实验将０．０５ｇ沸石和１０ｍＬ一定浓度的ＭＢ溶液放入５０ｍＬ锥开瓶中，在恒温振荡器（２９８Ｋ）进行振荡（１２０ｒｐｍ）２４０ｍｉｎ，离心于在６６８ｎｒｌｌ处测定上层清液中ＭＢ的浓度，计算吸附量．研究沸石用量、吸附时间、温度、盐浓度和ＭＢ不同初始浓度对吸附的影响．２．４．３沸石吸附亚甲基蓝的动态研究将一定质量的沸石放入玻璃柱（１．２ｃｍ×３０ｃｎｌ，沸石床高度１０ｃｍ）ｄＰ，实验温度为２９３Ｋ．用蠕动泵将ＭＢ溶液送入玻璃柱，采用重力向下流方式，于不同的时间，取流出液进行测定，计算流出液中ＭＢ的浓度．吸附剂用量（柱高）的影响也进行了研究．２．５小结本章简要介绍了选题的依据、实验所用的材料、研究方法及实验内容．