基于改性沸石吸附剂对染料废水的吸附研究

摘要

沸石是一种自然界中比较廉价的矿物质，它具有较高的生物和化学稳定性，同时其吸附机能比较优良。国内外大量研究结果表明，对沸石进行改性，则能够显著提高其吸附能力。
　　本论文课题主要采用表面活性剂（十六烷基三甲基溴化铵CTAB）、酸（HCl）、碱（NaOH）、盐（NaCl）对空白沸石进行改性以及在此基础上进行自制新型沸石，通过对染料模拟废水（甲基橙、亚甲基蓝）进行吸附实验，研究最佳吸附条件并对其做热力学和动力学分析，最后对改性沸石和自制沸石表征。
　　第一，用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）对空白沸石进行改性并用改性沸石对甲基橙MO吸附，通过不同浓度CTAB对其改性得到0.04mol/LCTAB溶液对空白沸石改性效果最佳，再用改性沸石对甲基橙做静态及动态吸附实验。得到结果如下：改性沸石最佳投加量为10g/L；振荡速度最佳条件为180r/min；pH值最佳条件为中性pH=7左右，达到吸附平衡的时间为40min。CTAB改性沸石对甲基橙的平衡吸附行为比较符合Langmuir单分子层等温吸附模型和准二级反应动力学方程的。在适宜的条件下，CTAB改性沸石对甲基橙的最大吸附量为82.645mg/g。
　　第二，分别用酸（HCl）、碱（NaOH）、盐（NaCl）对沸石进行改性并对亚甲基蓝MB吸附，通过实验得到0.5mol/L HCl溶液、1mol/L NaOH溶液、1mol/L NaCl溶液对其改性效果最佳，三种改性方法改性沸石最佳投加量都是10g/L；三种改性方法酸碱盐改性沸石最佳温度吸附条件分别为：60℃、20℃、40℃；三种改性方法酸碱盐改性沸石吸附最佳振荡速度分别为240r/min、240r/min、220r/min；三种酸碱盐改性沸石吸附最佳pH分别为pH=11、pH=9、pH=9；酸碱盐改性沸石达到吸附平衡的时间都约为30min。三种改性方法酸碱盐改性沸石对亚甲基蓝的平衡吸附行为都更符合Langmuir单分子层等温吸附模型和准二级反应动力学方程。三种改性沸石在适宜的条件下，对亚甲基蓝的最大吸附量分别为70.9mg/g、76.3mg/g、69.6mg/g。
　　第三，以P123、浓盐酸、人造沸石、正硅酸乙酯为材料，利用软模板法来自制新型沸石并对其进行亚甲基蓝的吸附性能研究，通过做静态吸附实验以及动态吸附实验得到如下结果：自制新型沸石对亚甲基蓝的吸附是符合Langmuir模型的，在吸附剂用量为20g/L、pH值为11、温度为40℃、振荡速度为240r/min的状态下时，自制沸石对亚甲基蓝的最大吸附量为194mg/g。同时通过动力学分析可知，自制新型沸石对亚甲基蓝的吸附动力学可以用准二级动力学方程描述。

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第1章 绪 论

1.1染料废水的来源、特征及处理方法

1.2吸附法在废水中的应用

1.3沸石在废水处理中的应用

1.4主要研究内容及意义

第2章 实验设计、实验方法及实验内容

2.1实验试剂和仪器

2.2实验设计

2.3 实验方法

2.4实验内容

第3章 CTAB改性沸石对甲基橙的吸附研究

3.1甲基橙溶液（MO）工作曲线的绘制

3.2 十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）改性沸石的制备实验

3.3 CTAB改性沸石的表征

3.4 CTAB改性沸石对甲基橙的静态吸附研究

3.5 CTAB改性沸石对甲基橙的动态吸附研究

3.6 本章小结

第4章 改性沸石及自制沸石对亚甲基蓝的吸附研究

4.1亚甲基蓝溶液（MB）工作曲线的绘制

4.2 酸碱盐改性沸石及自制沸石的制备实验

4.3 酸碱盐改性沸石及自制沸石的表征

4.4 酸碱盐改性沸石及自制沸石对亚甲基蓝的静态吸附研究

4.5 酸碱盐改性沸石及自制沸石对亚甲基蓝的动态吸附研究

4.6 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢