硅藻土吸附剂的制备及其染料吸附特性研究

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1、中图分类号UDC0647540硕士学位论文学校代码10533硅藻土吸附剂的制备及其染料吸附特性研究PreparationofDiatomiteAdsorbentandStudyontheAdsorptionCharacteristicsofDyes作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：论文答辩日期趁』≥篁：≯J蒋琰物理化学表面物理化学化学化工学院叶华副教授答辩委员会主席—辫中南大学二。一三年五月原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本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，除了论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过的研究成果，

2、也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者躲边嗍埠年』月n曰学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。作者签名：毒豸主噬一导师签名j稗日期：三型≯年』月Ⅱ日中南大学硕：J：学位论文摘要硅藻土吸附剂的制

3、备及其染料吸附特性研究摘要：印染、造纸、塑料及皮革等行业每年都会产生大量的染料废水，其废水的成分复杂、水质变化大、色度高、难降解物质浓度高，采用传统的生化法对其难以处理。本论文通过借鉴国内外粘土矿物改性的方法，以硅藻土矿物为原料，根据硅藻土表面的微孔可以被有效改造的结构特征，以活化、引入第二组分等手段来提高它的吸附性能，开展了硅藻土吸附剂的制备工艺、材料性能表征、染料吸附性能研究等一系列工作，得到的主要实验结果如下：1．通过考察不同的活化及改性工艺处理后的硅藻土对染料的吸附效果，可知450oC焙烧活化硅藻土与酸活化硅藻土相比，吸附效果较好。高温焙烧过程能使硅藻土孔内的有机杂质减少，还能使铁

4、、铝、钙等氧化物游离化处理。考察氢氧化镁、二氧化硅和十六烷基三甲基溴化铵表面活性剂这三种方法对硅藻土进行改性的效果，其中通过沉淀而引入二氧化硅粉末对硅藻土进行改性的效果最好。2．通过研究溶胶凝胶法改性硅藻土的工艺条件与染料去除效果的关系，得出了溶胶凝胶法改性硅藻土的最佳制备工艺条件为：硅酸钠(2mol／L，50mL)加入5g硅藻土；硅酸钠与硫酸的物质的量之比为1．5；反应温度为50oC；反应时间为1h。3．对硅藻土样品进行表征与分析发现硅藻土的活化改性过程能有效去除硅藻土上的Fe203、A1203、CaO等杂质，改性硅藻土的Si02的含量提高到了91．34％。改性硅藻土的比表面积SBET为

5、4．1894m2／g，平均孔径109．3672m，与硅藻土原料相比SBET和孔容增大，平均孔径减小。4．全面讨论了超声波振荡、染料种类、吸附时间、温度、pH因素对硅藻土(I①)和改性硅藻土(MD)吸附剂吸附染料的影响，发现超声振荡条件对低浓度的亚甲基蓝溶液有所损耗。硅藻土这种本身带有电负性的吸附剂适用于吸附阳离子类型的染料。在超声振荡条件下，硅藻土对亚甲基蓝的吸附能较快达到吸附饱和，平衡吸附时问为2h。硅藻土对亚甲基蓝的吸附属于放热反应，升温反应逆向进行发生解吸。在高pH值条件下硅藻土表面的硅醇键会因脱氢而形成负电荷悬键，有利于吸附阳离子类型的染料，同时亚甲基蓝染料本身会水解或是形成二聚体

6、，使得硅藻土的吸附效率提高。中南大学硕士学位论文摘要5．通过推导和研究硅藻土吸附剂RD和MD的染料吸附等温线模型，结果显示硅藻土对染料的吸附等温线符合Fredunlich方程。说明硅藻土吸附剂的吸附位为非均匀的孔隙或表面，硅藻土对染料的吸附不是均匀的单层吸附，吸附方式以物理吸附为主。在相同的初始浓度下，硅藻土对亚甲基蓝的吸附容量高于孔雀石绿。关键词：染料；吸附；硅藻土；改性分类号：0647中南大学硕士学位论文ABSTRACTPreparationofDiatomiteAdsorbentandStudyontheAdsorptionCharacteristicsofDyesAbstract：

7、Ahugequantityofdyewastewaterisdischargedbyseveralindustriesincludingthetextiledyeing，paper,plasticandleatherindustrieseveryyear．Thedyecomponentsinwastewatercausehighcolourintensityandareverydifficulttobiodegrade．