香蕉皮改性吸附剂的制备及其吸附性能研究

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1、香蕉皮改性吸附剂的制备及其吸附性能研究重庆大学硕士学位论文（学位论文）学生姓名：董建丰指导教师：付川教授专业：市政工程学科门类：工学重庆大学城市建设与环境工程学院二O一五年五月StudyonPreparationandAdsorptionCapabilityoftheModifiedBananaPeelAdsorbentAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’sDegreeofE

2、ngineeringByDongJianfengSupervisedbyProf.FuChuanSpecialty：MunicipalEngineeringCollegeofUrbanConstructionandEnvironmentalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaMay2015重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要本文利用农业废弃物香蕉皮为原料，通过化学改性制备吸附剂，在高温下炭化吸条件下制备了活性炭吸附剂。通过进行吸附氨氮实验，采用比表面积、

3、FT-IR和扫描电镜等分析方法对吸附剂进行结构表征，研究了吸附实验参数对吸附污染物性能的影响，自制了一个改性香蕉皮吸附剂和活性炭混合的吸附柱，初步探索了对动态水样的污染物去除效果。主要研究要点如下：1.吸附剂和活性炭法的制备条件与结构表征。香蕉皮制备氨氮吸附剂的最优化的改性剂为NaOH，并且研究了最优化的改性条件为0.2mol/LNaOH作为改性剂，固液比10g/L，改性时间20min。通过与KOH活化剂研磨混合，在850℃下，2制备出具备高比表面活性炭，比表面积达1534m/g，通过SEM扫描，得出改性香蕉

4、皮吸附剂和活性炭的表面结构，表面均无定型结构，褶皱多孔，通过SEM扫描，得出改性香蕉皮吸附剂和活性炭的表面结构，表面均无定型结构，褶皱多孔，并且通过比表面分析活性炭中中孔所占比例为92.8%，直径在2.1-2.7之间，并且通过FT-IR谱图发现其表面具有很多官能团，能够提升其吸附性能。2.投加量、吸附时间、pH都会对改性香蕉皮吸附剂和活性炭处理氨氮、重金2+2+2+属离子Cd、Pb、Cu和甲氰菊酯的吸附性能造成影响。研究表明：pH值增加，去除率增加。改性香蕉皮吸附剂和活性炭处理浓度为6mg/L氨氮水样的最优化

5、的投加量分别为0.2g/50mL，0.4g/50mL，吸附平衡时间分别为13min，45min，改性香蕉皮吸附剂吸附饱和吸附量能够达到9.4787mg/g，活性炭的饱和吸附量有2+2+2+2.0097mg/g；改性香蕉皮吸附剂和活性炭处理浓度为100mg/LCd、Pb、Cu水样的最优化的投加量分别为0.2g/50mL和0.1g/50mL，吸附平衡时间分别为2+2+2+45min、20min，改性香蕉皮吸附剂对重金属离子Cd、Pb、Cu的吸附容量分2+2+别为79.5234mg/g、98.1351mg/g、69

6、.8760mg/g，活性炭对重金属离子Cd、Pb、2+Cu的吸附容量分别为136.7754mg/g、160.0214mg/g、88.5461mg/g；改性香蕉皮吸附剂和活性炭处理浓度为100ug/L甲氰菊酯水样的最优化的投加量分别为100mg/50mL和60mg/50mL，吸附平衡时间分别为60min、50min，改性香蕉皮吸附剂对于甲氰菊酯的饱和吸附容量为59.7372ug/g，而活性炭为188.9024ug/g。3.等温吸附研究。香蕉皮改性吸附剂或活性炭对氨氮和甲氰菊酯的吸附符合Langmuir和Freu

7、ndlich吸附等温线，因此香蕉皮改性吸附剂或活性炭对氨氮和甲氰菊酯的吸附介于单分子层和多分子层之间。根据Freundlich吸附模型，改性香I重庆大学硕士学位论文中文摘要2+2+2+蕉皮吸附剂对Cd、Pb、Cu可能属于单层吸附和多层吸附之间，而活性炭对2+2+2+Cd、Pb、Cu属于单层吸附。2+2+4.重金属Cd和氨氮、重金属Cd和甲氰菊酯的竞争吸附。无论是在改性香2+蕉皮吸附剂还是活性炭的吸附过程中，重金属Cd完全处于优势地位，当改性香蕉皮吸附剂或者活性炭的表面被重金属占据时，氨氮和甲氰菊酯的吸附量会降

8、低。在吸附柱的试验中，吸附柱处理污染物质量浓度为国家标准限值2倍的水样，氨氮和重金属的去除率达到99%以上，甲氰菊酯的去除率达到96.9%。论文为香蕉皮的利用提供了一种新的变废为宝的处理思路，拓宽了农业废弃物制备水处理吸附剂的研究方法。关键词：香蕉皮，碱化改性，吸附剂，活性炭，等温吸附模型II重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTInthispaper,agriculturalwasterba