论文部分内容阅读
目前,工业生产环节中,溶液中有机物浓度过高对产品质量、使用性能起到负面的作用,同时有机物在工业废水中所占的比例逐年上升。如何有效控制水溶液中有机物浓度,成为解决问题的关键。活性炭在水处理领域依靠其吸附性能良好的特点被广泛应用,但传统使用的活性炭在吸附效果和选择性吸附等方面还存在不足。本文采用表面嫁接化合物、高分子聚合物的方法对活性炭进行改性,以期达到选择性吸附、大幅提高吸附能力的目标,为制备生产新型吸附材料提供一种新思路。本研究采用表面氧化改性和嫁接化合物改性相结合的方法对原样活性炭进行表面改性处理,得到两种改性吸附剂材料：多羧基活性炭和季铵盐改性活性炭。采用FT-IR、XPS、低温氮吸附-解吸,Zeta potential对改性吸附剂材料进行表征。同时研究了两种改性吸附剂多羧基活性炭和季铵盐改性活性炭分别对阳离子有机物罗丹明6G和阴离子有机物十二烷基苯磺酸钠的吸附情况,对吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学等内容展开研究。此外,考察了改性吸附剂选择性吸附的效果以及可能存在的吸附机理,得到以下结论：(1)多羧基活性炭吸附罗丹明6G溶液和季铵盐改性活性炭吸附十二烷基苯磺酸钠溶液,最佳吸附条件分别为pH=4.45和2.22,吸附时间分别为2.5h和4h,吸附剂用量20 mg,溶液体积10 mL时,极限吸附初始浓度为280mg/L和220 mg/L。(2)应用Langmuir吸附等温线模型和准二级动力学模型能更好的拟合说明改性吸附剂的吸附过程。通过252、35℃、45℃温度条件下研究吸附量,发现升高温度对吸附有促进作用。在温度25℃时,对罗丹明6G和十二烷基苯磺酸钠最大吸附量分别为122.55 mg/g和77.85 mg/g,与未改性原样AC的吸附量44.7 mg/g和55.37 mg/g相比,有了显著提升。(3)通过对吸附热力学参数△G°、△H°和/△S°的计算发现,改性吸附剂材料对罗丹明6G和SDBS的吸附是一个自发的过程,AH°值为正,说明吸附反应是一个吸热反应,△S°值为正,说明温度越高,罗丹明6G和SDBS吸附在改性活性炭表面过程自发性越强。提高温度,促进了吸附剂对吸附质的吸附。