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近年来,我国经济发展迅速,随之而来的工业废水的排放量也迅猛增加,水体污染日益严重,水污染问题已成为21世纪影响人类生存与发展的重大问题。利用农林废弃生物质去除污染物废水,是一种经济、高效、环保的水处理技术,已经引起人们的广泛关注。油茶果壳(COS)是油茶榨油后的副产物,一般占整个茶果质量的60%,榨油后一般会被丢弃或作为燃料,资源化利用率非常低。COS的组成成分复杂,含有纤维素、半纤维素、木质素和单宁(多酚)类物质,可以作为生物吸附剂去处理废水。由于COS自身处理废水的性能不是很好,因此,本文通过不同的改性方法以提高COS对污染物的吸附能力。具体研究内容如下:1.研究了COS对结晶紫的吸附特性,考察了COS用量、溶液pH值、结晶紫初始浓度及吸附时间对COS吸附性能的影响。结果表明:在COS用量为0.30g、结晶紫初始浓度为50mg·L–1、pH=8.00溶液条件下,T=288K振荡吸附3h达到吸附平衡,平衡状态下COS对结晶紫的去除率达到98.01%。用拟一级动力学模型、拟二级动力学模型和内扩散模型分别对动力学数据进行拟合,结果发现COS吸附结晶紫的动力学数据符合拟二级动力学模型,结晶紫初始浓度为40mg·L–1时,速率常数和相关性系数分别为0.0436L·mg–1min–1和0.9999。吸附等温线符合Langmuir吸附等温式,随温度在一定范围内升高,最大吸附量增大,且相关性系数均高于0.99,当T=293K时COS对结晶紫的最大吸附量为26.932mg·g–1。热力学计算结果表明该吸附过程是一个伴有物理吸附的吸热过程,可自发进行。此外,再生实验结果发现油茶果壳再生7次后,对结晶紫的去除率仍为95%以上。2.以柠檬酸为改性剂,通过固相酯化法制备了一种具有羧基的柠檬酸改性油茶果壳吸附剂(CA-COS),研究了CA-COS对结晶紫的吸附性能。讨论了CA-COS用量、结晶紫初始浓度、溶液pH值、温度、吸附时间、溶液离子强度等因素对溶液中结晶紫去除率的影响。结果表明,随着吸附剂用量的增加,其对结晶紫的去除率逐渐增大,在CA-COS加入量大于0.20g时,对结晶紫的去除率增加幅度很小。CA-COS对结晶紫的去除率随溶液初始浓度的增加而降低。相同浓度的CaCl2溶液比NaCl溶液对CA-COS吸附结晶紫的影响大,但是,当溶液中钙离子浓度为0.2mol·L–1时,CA-COS对结晶紫的去除率仍然在95%左右。当CA-COS的用量0.20g,初始结晶紫浓度150mg·L–1,pH值为7.00,在T=303K条件下吸附5h达平衡后,CA-COS对结晶紫的去除率为98.94%。吸附动力学研究表明,CA-COS对不同浓度的结晶紫的吸附过程皆符合拟二级动力学模型。结晶紫在CA-COS上吸附等温线数据比较符合Langmuir模型,在T=308K时,对结晶紫的最大吸附量为120.482mg·g–1。热力学计算结果表明该吸附过程是一个自发、吸热的过程。此外,再生实验结果发现CA-COS再生6次后,对结晶紫的去除率仍为98%以上。研究结果表明,CA-COS是良好的结晶紫吸附剂。3.选用柠檬酸改性油茶果壳(CA-COS)为吸附剂,用于去除水溶液中的重金属铅离子。研究了不同实验参数,如吸附剂的投加量、溶液pH值、铅离子浓度、温度、吸附时间、NaCl浓度。研究结果表明,去除Pb2+的最佳pH值范围是4.5~5.5。在NaCl浓度为0~0.20mol·L–1时,CA-COS对Pb2+的去除率由88.34%降低至66.13%。CA-COS对Pb2+的去除率随着温度的升高而增加。CA-COS吸附Pb2+是一个快速吸附过程,吸附30min基本达到吸附平衡,拟二级动力学模型可以很好的描述CA-COS吸附Pb2+的动力学实验数据,相关系数R2均为1.000。CA-COS对Pb2+的吸附符合Langmuir等温模型,温度T=293K、303K、313K条件下,对Pb2+的最大吸附量分别为45.167、48.239、49.652mg·g–1。热力学计算结果表明该吸附过程是一个吸热过程,可自发进行,且温度越高自发进行的程度越大。再生实验结果表明CA-COS至少可以重复使用7次。4.研究了十六烷基三甲基溴化铵改性油茶果壳(CTAB-COS)对溶液中甲基橙的吸附性能和机理。考察了多种实验因素对吸附的影响,如吸附剂的投加量、溶液pH值、甲基橙溶液的浓度、温度、吸附时间、溶液离子强度。结果表明,甲基橙在CTAB-COS表面的去除率随体系离子强度的增加而显著减小,说明甲基橙的吸附是以静电吸附为主的。CTAB-COS对甲基橙的去除率随溶液pH值的升高而降低。研究发现,COS经CTAB改性后,其表面Zeta电位由负变正,说明表面活性剂在COS表面的吸附使COS表面的电荷性质发生了改变,这也是CTAB-COS对甲基橙发生静电吸附的主要原因。在CTAB-COS加入量为0.40g,甲基橙的初始浓度为50mg·L–1,溶液pH为3.00,温度为288K,振荡吸附5h达到吸附平衡,CTAB-COS对甲基橙的去除率为96.66%。拟二级动力学模型可以很好地描述CTAB-COS吸附甲基橙的动力学实验数据。在等温吸附分析中,Langmuir模型可以很好的描述甲基橙的吸附行为,在温度为293K时,CTAB-COS吸附甲基橙的最大吸附量为18.312mg·g–1。热力学分析表明,CTAB-COS吸附甲基橙是一个自发的,放热过程。