活性炭对甲基橙染料的吸附课件.ppt

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1、活性炭对甲基橙染料的吸附化学与化学工程学院周艳综合化学实验1.了解染料废水的来源、危害及染料废水的处理方法；2.了解生物质吸附剂在废水处理中的应用；3.了解活性炭在废水处理中的应用原理；4.了解紫外-可见分光光度计在定量分析中的作用；5.掌握活性炭吸附甲基橙的原理与方法。实验目的：综合化学实验—活性炭对甲基橙染料的吸附实验原理随着纺织工业的迅速发展，染料的品种和数量日益增加，染料生产和印染废水已成为水环境的重点污染源之一。随着染料废水的大量排放，染料在环境中日渐累积，造成严重的环境污染。大多数染料化学性质稳定，具有致癌、致畸、致突变作用。染料废水具有水色度高、有机成分复杂、酸碱性

2、强、含盐量高、微生物降解程度低等特点，一直是工业废水处理中的一大难题。1.关于染料废水1）染料废水的来源与危害综合化学实验—活性炭对甲基橙染料的吸附实验原理①絮凝法：常用而有效的处理方法之一。混凝剂多以铝盐或铁盐为主，其中以碱式氯化铝(PAC)的架桥吸附性能较好，而以硫酸亚铁的价格为最低。缺点：药剂用量大、操作繁杂、污泥量大、处理费用高、脱色效果差2）目前染料废水的处理方法②生化法：利用微生物的作用来去除废水的有机物的方法，生物处理法一般处理费用较低，耐冲击负荷能力较好，目前作为一种主要的处理手段广泛采用。综合化学实验—活性炭对甲基橙染料的吸附实验原理③电解法：对含酸性染料的印染

3、废水有较好的处理效果，脱色率为50%～70%，但对颜色深、COD高的废水处理效果较差。缺点：电耗大、电极易钝化；其技术的可行性和通用性还需进一步研究和探索。2）目前染料废水的处理方法④氧化法：目前处理印染废水的较有前景的氧化法为半导体光催化氧化法，但目前该方法还处于实验室和中试阶段，离工业化尚有一段距离，有大量工作还需去完善。综合化学实验—活性炭对甲基橙染料的吸附实验原理2）目前染料废水的处理方法⑤吸附法：规模小、操作简单、成本低，在实际中得到了广泛的应用，但染料降解不彻底，吸附剂吸附速率慢、吸附量小，再生困难，具有一定的局限性。活性炭是由含炭为主的物质作原料，经高温炭化和活化制

4、得的疏水性吸附剂。因具有特定的表面化学性质、极为发达的内部孔隙结构和较高的比表面积而有很强的吸附脱色性能,可吸附水中的多种有机物和金属离子，因此它作为一种良好的水质净化材料，广泛地应用于脱除工业和城市污水中的有机物。综合化学实验—活性炭对甲基橙染料的吸附实验原理3）活性炭对甲基橙染料的吸附①原理：甲基橙在酸性和碱性条件下具有染料化合物的主体结构（偶氮式、醌式结构）,是一种常见的染料，活性炭因具有特定的表面化学性质、复杂的孔隙结构和大的比表面积，因而对甲基橙的吸附具有很好的作用。②吸附量与去除率的计算公式：Cf(mg/L)——吸附后溶液中剩余的甲基橙浓度C0(mg/L)——初始甲基

5、橙浓度V(L)——溶液的体积w(g)——吸附剂的质量综合化学实验—活性炭对甲基橙染料的吸附实验原理3）活性炭对甲基橙染料的吸附③等温吸附方程：Ce(mg/L)——吸附平衡有溶液中甲基橙浓度qe(mg/g)——吸附平衡容量对于固液体系的吸附行为，常用Langmuir（单分子层等温吸附理论）和Freundlich吸附等温式（经验式，认为吸附具有可逆性,且不是严格意义上的单分子层吸附）来描述。qmax——最大理论吸附容量（mg/g）b——Langmuir平衡常数（L/mg）KF和n——Freundlich常数。综合化学实验—活性炭对甲基橙染料的吸附实验原理3）活性炭对甲基橙染料的吸附④

6、吸附过程的热力学：K代表吸附平衡常数，在此等于qe/Ce；T（Kelvin）为吸附绝对温度，R为理想气体常数。综合化学实验—活性炭对甲基橙染料的吸附1.甲基橙标准曲线的绘制实验步骤50mL+甲基橙标液50mg/L0mL1mL2mL3mL4mL5mL蒸馏水定容以甲基橙浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制不同浓度标准溶液对应的吸光度标准曲线。在λ=460nm测吸光度综合化学实验—活性炭对甲基橙染料的吸附2.温度对活性炭吸附甲基橙的影响实验步骤50mL+甲基橙,50mL50mg/L30℃趁热干滤弃前20mL取后滤液5mL恒温搅拌90min绘制温度对吸附量和去除率的影响曲线，将lnK对1/

7、T作图，通过数学换算求出吉布斯自由能（ΔG）、焓变（ΔH）及熵变（ΔS）结果。活性炭0.0500g40℃50℃蒸馏水定容在λ=460nm测吸光度计算吸附量和去除率(3个）综合化学实验—活性炭对甲基橙染料的吸附3.甲基橙初始浓度对活性炭吸附的影响实验步骤+甲基橙,50mL(10~50mg/L)干滤弃前20mL恒温搅拌90min绘制不同初始浓度对吸附量和去除率的影响曲线，分别以Ce/qe对Ce和logqe对logCe作图，讨论该吸附更符合哪种等温吸附模式。活性炭0.0500g30℃5