论文部分内容阅读
乳胶生产过程中会产生大量含有高浓度有机污染物的废水,经过絮凝和压滤脱水得到固体乳胶污泥,其产量大、污染重,尚未有合适的处理方法。在可持续发展的大环境下,如果能对胶乳污泥中丰富的丁苯聚合物加以资源化利用,将有广阔的应用前景。本论文研究了以胶乳生产脱水污泥为原料,分别通过磺化和胺化处理制备磺化胶乳污泥吸附材料和胺化胶乳污泥吸附材料的工艺条件和机理,并将其分别用于水溶液中染料的吸附去除,通过对不同染料的吸附工艺条件、吸附动力学和热力学的研究,探讨了产物对染料的吸附特性和吸附机理。以1,2-二氯乙烷作溶剂,浓硫酸为磺化剂对胶乳污泥磺化改性,浓硫酸的最佳用量为3.5 mL/g,最佳反应时间为3.0 h,最佳温度为80℃。所得磺化胶乳污泥与原材料相比在表面引入了磺酸基,并增大了比表面积,制备出了性能良好的阳离子染料吸附剂,实现了资源循环、以废治废的目的。磺化胶乳污泥对200 mg/L的阳离子蓝X-GRRL溶液,在25℃,投加量为200 mg/L,pH值为5.5,150 r/min振荡吸附平衡时吸附量为972.2 mg/g。准二级动力学模型可以较贴切地描述磺化胶乳污泥对阳离子蓝X-GRRL的吸附动力学过程,吸附等温线遵循Langmuir模型,该模型计算其理论最大吸附容量为1034.3 mg/g,吸附行为符合单分子层吸附理论。吸附剂对阳离子蓝X-GRRL的吸附是自发进行、吸热(ΔH=32.36 kJ/mol)和熵增(ΔS=133.86J/mol)过程。磺化胶乳污泥对常用红黄蓝三原色阳离子染料均具有较好的吸附效果。以氯乙酰氯为酰基化试剂,在无水AlCl3的催化下,通过Friedel-Craft反应在丁苯胶乳污泥中的芳香环接枝氯乙酰基,得到氯乙酰化丁苯胶乳污泥。以产物的氯含量为指标,通过单因素实验考察了溶剂、氯乙酰试剂、催化剂、反应温度和时间对氯乙酰化程度的影响。以二氯乙烷为溶剂,每2 g干燥胶乳污泥投加10 mL氯乙酰氯和1.5 g无水氯化铝,在30℃下反应8 h为最佳工艺条件,所得产物氯含量为3.2%。用相同氯含量的氯乙酰化胶乳污泥在相同条件下与多种胺化试剂反应,以产物对阴离子染料的吸附容量为评价指标,筛选出最佳反应试剂。实验结果表明,以聚乙烯亚胺(1800)为胺基化试剂,所得产物对酸性大红GR的吸附容量最高,为230.8 mg/g。