改性油茶壳活性炭吸附水中甲醛及氨氮的研究

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________全日制专业学位硕士论文改性油茶壳活性炭吸附水中甲醛及氨氮的研究学位申请人：陈嘉玮学科领域：建筑与土木工程校内导师：刘雪梅副教授答辩日期：2018年5月28日独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

2、尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论

3、文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。本人签名__________导师签名__________日期__________摘要改性油茶壳活性炭吸附水中甲醛及氨氮的研究摘要本文首先介绍了甲醛废水及氨氮废水的危害以及常见的处理方法，针对这两类污染物选用农业废弃物油茶壳作为原材料，将其洗净烘干，采用碳酸钾溶液和磷酸溶液浸渍油茶壳，分别在氮气流中活化制备成碳酸钾改性油茶壳活性炭和磷酸改性油茶壳活性炭，以红外光谱、扫描电子显微镜、比表面积BET法三种现代技术对材料进行了表面结构表征。以这两种生物质活性炭

4、吸附水中甲醛及氨氮。通过静态吸附实验探讨活化剂浓度、活化温度、水样初始浓度、水样初始pH值、吸附时间等因素对吸附效果的影响。通过吸附热力学和动力学对吸附机理进行探讨。表征结果显示(1)红外光谱显示经碳酸钾改性油茶壳活性炭，在吸附过程中主要存在O-H、N-H、C-O-C、C=O、C-O等官能团。磷酸改性油茶壳活性炭，在吸附过程中主要存在O-H、N-H、C-O-C、C-O等官能团。2(2)比表面积及孔径分析显示碳酸钾改性油茶壳活性炭比表面积为430.49m/g，孔容3为0.241cm/g,平均孔径为2.24

5、nm，微孔率89.53%，介孔率10.47%，属于微-介孔材料。23磷酸改性油茶壳活性炭比表面积为1636.92m/g，孔容为1.015cm/g,平均孔径为2.48nm，微孔率16.49%，介孔率83.51%，属于微-介孔材料。(3)电子显微镜扫描显示碳酸钾改性油茶壳活性炭表面疏松多孔，孔隙发达。磷酸改性油茶壳活性炭表面疏松多孔，孔隙发达。吸附实验表明(1)在实验所预设的活化温度及活化剂浓度范围内，活化温度750℃，碳酸钾浓度250g/L条件下制备的油茶壳活性炭对甲醛的吸附效果最佳。吸附过程在210mi

6、n时达到平衡，符合准二级动力学模型。吸附过程符合Langmuir等温吸附模型，对甲醛的实际最大吸附量可达到3.79mg/g。在最适的实验条件下，0.1g的碳酸钾改性油茶壳活性炭对100mL初始质量浓度为4mg/L的甲醛去除率可以达到90.5%，吸附效果良好。此外，活化温度750℃，碳酸钾浓度250g/L条件下制备的油茶壳活性炭对氨氮的吸附效果最佳。吸附过程在420min左右达到平衡，符合准二级动力学模型。吸附过程符合Langmuir等温吸附模型，对氨氮的最大吸附量可达到10.83mg/g。在最适的实验条

7、件下，0.1g的碳酸钾改性油茶壳活性炭对100mL初始质量浓度为20mg/L的氨氮去除率可以达到50.3%，吸附效果良好。碳酸钾改性油茶壳活性炭吸附甲醛达到平衡时间比吸附氨氮要短，对氨氮的最大吸I摘要附量10.83mg/g大于对甲醛的最大吸附量3.79mg/g。(2)在实验所预设的活化温度及活化剂浓度范围内，活化温度550℃，磷酸质量浓度40%时制备的油茶壳活性炭吸附甲醛的效果最佳，吸附过程在180min左右时达到平衡，符合准二级动力学模型，吸附过程符合Langmuir等温吸附模型，对甲醛的实际最大吸附

8、量可达到4.78mg/g。在最适的实验条件下，0.1g的磷酸改性油茶壳活性炭对100mL初始质量浓度为5mg/L的甲醛去除率可以达到92.1%，吸附效果良好。此外，活化温度550℃，磷酸质量浓度50%时制备的油茶壳活性炭吸附水中氨氮的效果最佳。吸附过程在360min左右时达到平衡，符合准二级动力学模型。吸附过程符合Langmuir等温吸附模型，对氨氮的实际最大吸附量可达到12.51mg/g。0.1g的磷酸改性油茶壳活性炭对100mL初始质量