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《西南交通大学》 2012年
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生物质对苯酚的吸附研究

张志鹏  
【摘要】:本论文选用花生壳、稻草秸秆为原材料,采用物理、化学方法制备了4种吸附剂,用吸附法处理溶液中苯酚。主要研究内容如下:考察了原始材料、炭化材料、改性材料对苯酚的吸附性能。通过静态实验,研究了不同pH、时间、离子强度、投加量、温度及初始浓度条件对苯酚吸附效果的影响。通过吸附时间及不同初始浓度的吸附实验数据,拟合吸附动力学及吸附热力学曲线。实验结果表明: 1、当溶液pH=7,花生壳与苯酚接触时间为360min可达到吸附平衡;稻草秸秆吸附苯酚的溶液pH=4,接触时间为360min时达到吸附平衡。随着溶液中离子强度的增大,吸附剂对苯酚的去除率明显下降。根据Langmuir模型计算,稻草秸秆对苯酚的吸附容量为6.7mg/g。花生壳吸附苯酚符合Freundlich模型。两种吸附剂对苯酚的吸附过程符合一级动力学模型。通过热力学计算表明稻草秸秆吸附苯酚是自发、吸热过程。 2、在不同的炭化温度条件下制备吸附剂,通过吸附试验确定适宜的炭化温度。炭化花生壳和炭化稻草秸秆对苯酚的吸附试验结果表明,当溶液pH=7,炭化花生壳与苯酚接触时间为240min可达到吸附平衡;炭化稻草秸秆吸附苯酚的溶液pH=8,与苯酚最佳接触时间为240min可达到吸附平衡。随着溶液中离子强度的增大,吸附剂对苯酚的去除率明显下降。根据Langmuir模型计算,在不同温度下炭化花生壳对苯酚的最大吸附容量为54.07-57.04mg/g,炭化稻草秸秆对苯酚的最大吸附容量为28.43-33.35mg/g。两种吸附剂对苯酚的吸附过程符合Langmuir和Freundlich模型,符合二级动力学曲线。通过热力学计算表明炭化花生壳和炭化稻草秸秆吸附苯酚是自发、放热过程。 3、以N,N-二甲基甲酰胺为反应介质,利用环氧氯丙烷、二甲胺和吡啶引入胺基基团制备改性花生壳和改性稻草秸秆。试验结果表明,当溶液pH=10,改性花生壳与苯酚接触时间为120min可达到吸附平衡;改性稻草秸秆吸附苯酚的溶液pH=10,与苯酚最佳接触时间为240min可达到吸附平衡。随着溶液中离子强度的增大,吸附剂对苯酚的去除率明显下降。根据Langmuir模型计算,改性花生壳对苯酚的最大吸附容量为84.49-108.76mg/g,改性稻草秸秆对苯酚的最大吸附容量为51.10-91.50mg/g。吸附过程符合Langmuir和Freundlich模型,二级动力学方程。通过热力学计算表明改性花生壳和改性稻草秸秆吸附苯酚是自发、吸热过程。
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