【摘 要】
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近年来,工业发展迅速,随之产生越来越多的各种工业废水,其排入水体造成水污染问题愈演愈烈。其中,染料废水是重要的水污染来源,排放到水体中的染料很难生物降解,往往会阻碍阳光和氧气的渗透,从而抑制水生系统的光合活性,造成严重的环境问题。此外,染料具有较强的致癌性、致畸性、诱变性和毒性,对人类和水生生物构成严重威胁。因此,染料废水的治理十分必要。与其他工艺相比,吸附法处理染料废水经济高效,操作简单,不产生
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近年来,工业发展迅速,随之产生越来越多的各种工业废水,其排入水体造成水污染问题愈演愈烈。其中,染料废水是重要的水污染来源,排放到水体中的染料很难生物降解,往往会阻碍阳光和氧气的渗透,从而抑制水生系统的光合活性,造成严重的环境问题。此外,染料具有较强的致癌性、致畸性、诱变性和毒性,对人类和水生生物构成严重威胁。因此,染料废水的治理十分必要。与其他工艺相比,吸附法处理染料废水经济高效,操作简单,不产生有毒有害物质。吸附剂的性质是影响吸附处理效果的重要因素,空心玻璃微球（HGM）作为一种新型的颗粒材料,具有良好的稳定性和可改性,是吸附剂的理想载体。HGM的主要成分是Si O2,通过对其进行改性,可以使HGM携带不同的官能团,大大提高了HGM的应用范围。对HGM表面改性技术的研究已有报道,但在废水处理工程中应用较少,HGM是中空结构,比表面积大,密度较小,可实现自上浮,易于在水体表面富集,具有较强的分离能力,有利于后续固液分离、吸附物回收和再利用,使其作为一种新型水处理剂的载体具有广阔的应用前景。研究制备了自上浮吸附剂Am-SA,并对其进行了表征,进一步研究了Am-SA去除阴离子染料酸性橙（AO7）和阳离子染料结晶紫（CV）的吸附性能和机理。主要研究内容和结论如下:（1）以HGM为载体,用高浓度Na OH对其进行预处理得到HSM,再用硅烷偶联剂A-1100对HSM进行接枝改性,成功制备了可自发完成上浮和表面固液分离的两性吸附剂Am-SA,合成方法简便可行。（2）采用SEM、XPS、XRD、Zeta电位、EDS、TGA、粒度等表征方法对Am-SA的形态、结构和化学特性进行了研究,分析表明,Am-SA呈现出规则球状;A-1100成功接枝,预处理过程破坏了Si-O键,增加了Si-OH的数量;随着p H的升高,Am-SA的zeta电位显著降低;材料热稳定性良好;密度较小,30 min基本可实现自上浮分离。（3）研究了Am-SA对AO7的吸附性能。吸附容量随p H值增大而显著减少,p H=2时吸附效果最好,最大吸附容量为88.13 mg/g;Am-SA对AO7的吸附反应在5 min时基本达到平衡;SO42-、NO3-和Cl-会与AO7产生竞争吸附,浓度较低时对Am-SA吸附AO7的处理效果影响较小;Langmuir等温线模型拟合相关性最好,表明反应为单层吸附;PSO吸附动力学模型拟合相关性最好,说明反应主要受化学吸附机理控制;热力学参数ΔH>0,ΔS>0,ΔG0,ΔS>0,ΔG<0,说明该反应为吸热、自发反应,升温促进反应的进行;Am-SA对CV的吸附容量经过5次循环利用后仍可达到初始平衡吸附容量的86%;吸附剂在吸附前后的FTIR分析结果表明,Am-SA中的硅烷羟基对CV的吸附起重要作用,Am-SA对CV的吸附的主要机理为静电作用。（5）对比了Am-SA与其他吸附剂对AO7和CV的吸附容量,结果表明Am-SA的吸附容量处于较高水平,可高效去除AO7和CV,并且Am-SA具有p H响应性和两性特性,能够自上浮分离,易于再生,有望实际应用于两性染料废水的处理。
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