论文部分内容阅读
沸石比表面积大,离子交换性强,再生容易,广泛应用于水处理中,但对阴离子染料的吸附性能较差;壳聚糖资源丰富、生物相容性好、具有优良的吸附性能且可以降解,广泛应用于环境工程、生命科学等领域,但由于价格昂贵应用受到一定限制。为改善沸石吸附性能,提高壳聚糖的利用率,本文将壳聚糖负载于天然沸石表面,制备了壳聚糖改性沸石吸附剂(CCZ),并研究了其对刚果红、亮绿和酸性铬蓝K的静态吸附行为,以及刚果红和亮绿混合体系中两者的竞争吸附行为。静态吸附试验研究了吸附时间、吸附剂用量、溶液pH值、盐浓度、染料浓度、溶液温度等条件对CCZ吸附水溶液中阴离子染料(刚果红、亮绿、酸性铬蓝K)的影响。研究结果表明:当pH值为4时,CCZ对三者的吸附量最佳;其中,对刚果红的吸附在pH为4-10范围内变化不大。溶液初始浓度和温度对吸附速率均有不同程度的影响,平衡吸附量都随溶液初始浓度的增加而增大,平衡吸附行为可以用Langmuir方程来描述,室温下CCZ对刚果红、亮绿和酸性铬蓝K的饱和吸附量qm分别为10.0、40.7、29.8 mg·g-1。与沸石相比,CCZ对三种染料的最大吸附量均有所提高。CCZ对三种染料的吸附过程可分为快速和慢速两个阶段;其中,刚果红和酸性铬蓝K的吸附动力学过程用Elovich动力学方程描述较好,亮绿的吸附则用准二级动力学方程描述较好。CCZ对三种染料的吸附包含多种机理,但主要靠静电引力进行。CCZ对刚果红、亮绿和酸性铬蓝K的表观吸附活化能分别为:66.0、37.3和57.4kJ·mol-1,ΔG均为负值,表明吸附过程是自发的。CCZ对刚果红和亮绿的双组份吸附实验表明,在混合体系中存在着竞争吸附,且两者是同时被吸附的。此外,CCZ吸附刚果红和酸性铬蓝K后,可采用0.01 mol·L-1的NaOH溶液处理的方法再生,一次再生率分别为98.7%和40.9%;CCZ吸附亮绿后可用微波在320 W下辐照10 min的方法再生,一次再生率可达98.7%。