改性热解炭对水体中染料和有机物吸附研究

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1、学校代码10459学号或申请号201212232672密级硕士学位论文改性热解炭对水体中染料和有机物吸附研究作者姓名：周秀丽导师姓名：邹卫华副教授学科门类：工学专业名称：化学工艺培养院系：化工与能源学院完成时间：2015年4月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterResearchonAdsorptionofDyesandOrganicPollutantsfromAqueousSolutionbyModifiedPyrolyticCharBy:Xiu

2、liZhouSupervisor:A.P.WeihuaZouChemicalTechnologySchoolofChemicalEngineeringandEnergyApril,2015学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研宄所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：丨3兔&日期：地年上月日学位论文使用授权声明本人在

3、导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。曰期年上月乂日摘要摘要我国每年有大量的生物质废弃物产生，这些废弃物在进行热解时会产生副产

4、物—热解炭，近年关于热解炭的利用问题成为研究热点。热解炭是一种聚合物，具有较大的比表面积、丰富的孔结构以及含氧官能团，可用作吸附剂去除废水中污染物，这不仅有助于提高废物利用率，同时对改善环境以及提高经济效益都有重要意义。本文以稻壳热解炭(PC)为原料，通过氯化钙浸渍—微波辐射的方法对其进行改性得到改性稻壳热解炭(MW-PC)，并以MW-PC为吸附剂对水体中染料(孔雀石绿(MG)、亮绿(LG))和有机物(苯胺、4-氯苯酚)进行吸附研究。通过采用X射线荧光(XRF)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)、X射线粉末衍射(

5、XRD)以及酸碱滴定等方法对PC和MW-PC的表面结构和表面官能团进行分析。结果表明改性后，MW-PC表面的孔隙和碱性官能团都有所增多。通过单因素静态实验，对MW-PC吸附单组份体系中染料MG、LG和有机物苯胺、4-氯苯酚进行研究，探讨了吸附时间、溶液pH值、吸附剂用量、盐浓度以及温度和初始浓度对吸附的影响，并对实验数据进行吸附等温线和动力学模型分析。对MW-PC吸附双组份(MG和苯胺)体系进行了研究。结果如下：(1)MW-PC对单组份体系中MG、LG、苯胺、4-氯苯酚进行吸附研究。MW-PC对MG、LG、苯胺和4-氯苯酚

6、吸附的最佳pH值分别为8.47、3.81、2和2；盐离子的存在对吸附MG和4-氯苯酚有抑制作用，而对苯胺的吸附则是促进的；低浓度的盐(＜0.06mol/L)有利于对LG的吸附，高盐度（＞0.06mol/L）时对吸附LG有抑制作用。Freundlich吸附等温模型对MG和LG的吸附平衡数据都有较好描述性，MW-PC对苯胺和4-氯苯酚的吸附分别符合Langmuir、Koble-Corrigan、Temkin等温方程和Langmuir、Temkin模型；MW-PC对四种物质的吸附动力学过程符合准二级动力学方程。无水乙醇对吸附饱和

7、MG和苯胺的MW-PC有较好再生效果，0.1mol/LHNO3可作为LG的再生剂，无水乙醇、H2O以及0.1mol/L的NaCl、CaCl2、HNO3、NaOH对4-氯苯酚的再生效果皆不明显。(2)MW-PC对MG和苯胺双组分的吸附研究结果：MW-PC对双组份MG和苯胺的总吸附量大于各自在单组份中的吸附量；MW-PC对MG有较强的亲和作I摘要用。准二级和准一级动力学模型可分别用来描述MW-PC对混合组分中MG和苯胺的吸附行为以及(MW-PC)-MG对苯胺的吸附行为。综上所述，MW-PC对单组份体系中MG、LG、苯胺和4-氯

8、苯酚都有较好吸附效果，对双组份体系MG和苯胺的吸附效果也较佳，可见，MW-PC可以作为一种高效廉价的吸附剂用于处理废水。关键词：改性稻壳热解炭(MW-PC)；孔雀石绿；亮绿；苯胺；4-氯苯酚；吸附；再生IIAbstractAbstractTherearelargenumbersofbiomasswast