生物吸附剂的制备及其对水中有机污染物的吸附性能研究

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1、单位代码10476学号1203180238分类号X830.2H^kf硕士学位论文生物吸附剂的制备及其对水中有机污染物的吸附性能研究学科、专业环境科学研究方向环境分析化学申请学位类别理学硕士申请人尚娜指导教师范顺利教授二〇一五年五月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。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或撰写的研究成果，也不包含为获得河南师范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。签名：尚额f曰期:(关于论文使用授权的说

2、明本人完全了解河南师范大学有关保留、使用学位论文的规定，g卩：有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权河南师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书)RESEARCHONPREPARATIONOFBIOLOGICALADSORBENTSANDITSADSORPTIONPERFORMANCEFORORGANICPOLLUTANTSINWATERADissertationSubmittedtotheGraduateSchoolofHenanNor

3、malUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofScienceByNaShangSupervisor:Prof.ShunliFanMay,2015摘要本文选用农林废弃物-玉米芯和糠醛渣为研究对象，对其进行化学改性之后制备出新的吸附剂来分别吸附含染料废水和含酚类废水。通过对吸附剂投加量、pH、吸附平衡时间、吸附质初始浓度、温度等因素以及吸附热力学和动力学的研究，考察了吸附剂对水中有机污染物质的吸附性能。结果如下：1.用磷酸对玉米芯进行改性，改性玉米芯吸附剂对水中亚甲基蓝和罗丹明B的平衡吸附量较未改性玉

4、米芯吸附剂吸附量高。改性玉米芯吸附剂对亚甲基蓝(100mg/L)吸附的最佳条件为：投加量为0.05g，pH为6.0，温度为25℃，吸附平衡时间60min，平衡吸附量为99.06mg/g；对罗丹明B(100mg/L)吸附的最佳条件为：投加量为0.15g，pH为2.0，温度为25℃，吸附平衡时间140min，平衡吸附量为33.12mg/g。最佳条件下的去除率均达99%以上。用伪一级动力学、伪二级动力学和Elovich方程拟合了吸附过程的动力学，结果显示，吸附过程是一个快速进行的过程，伪二级动力学方程能较好拟合吸附过程，为计量置换机制。用Langmuir、Freundlich等温吸附方程拟合了等温吸

5、附平衡线，考察了温度对吸附平衡的影响，分析了吸附的热力学，表明Langmuir方程更适合描述吸附平衡，温度升高有利于吸附的进行，吸附过程的H0、S0均为正值，熵变(S0)是吸附过程的驱动力。2.研究了化学法对工业糠醛渣改性制备吸附剂的条件，考察改性吸附剂对水溶液中苯酚及对硝基酚的吸附特性。结果表明，糠醛渣经ZnCl2活化、600℃下炭化后制取的吸附剂对水溶液中苯酚及对硝基酚吸附性能最佳。对苯酚溶液(150mg/L)的吸附最佳条件为：投加量为0.2g，pH值为6.0，温度为25℃，吸附平衡时间120min，平衡吸附量为18.55mg/g；对对硝基酚溶液(200mg/L)的最佳条件为：投加量

6、为0.1g，pH值为4.0，温度为25℃，吸附平衡时间60min，平衡吸附量为49.36mg/g。最佳条件下的去除率均达98%以上，吸附性能均显著优于未改性吸附剂。用伪一级动力学和伪二级动力学对吸附动力学进行了拟合，结果表明吸附过程符合伪二级动力学方程，且是快速吸附的过程。由Langmuir和Freundlich方程对苯酚和对硝基酚的等温吸附线进行拟合，其中Langmuir方程拟合结果更佳，平衡吸附量随着温度的升高而减少，吸附为放热物理吸附过程。I3.通过比较未改性和改性糠醛渣吸附剂的红外光谱、电镜扫描、热重、XRD衍射分析和BET表征，发现用ZnCl2活化制得吸附剂表面孔结构排列较为整齐，含

7、有较多的O-H，C-O-C，-C(O)-O-C等官能团，而用H3PO4活化制得吸附剂虽然也含有ZnCl2活化吸附剂表面基团，但明显还有芳环或者醇酮型（羰基和酚羟基）结构存在。所有改性吸附剂表面均存在大量的类石墨微晶，比表面积亦有了显著增大。关键词：改性吸附剂，玉米芯，糠醛渣，吸附，有机污染物IIABSTRACTThispapermainlyfocusesonutilizationofagricul