活性鈣質(zhì)吸附材料的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、鈣質(zhì)礦物資源豐富有望成為一種高效廉價的吸附劑。然而，天然鈣質(zhì)礦物原料吸附性能較差，需要改性激活化學(xué)活性。本研究是以鈣質(zhì)礦物為原料在特定工藝條件下制備得到活性吸附材料并應(yīng)用于偶氮染料廢水的降解脫色。試圖開發(fā)一種原料價廉易得，無二次污染，可循環(huán)利用的新型吸附降解材料。 為此，本文進(jìn)行了制備工藝、礦物材料、吸附性能、吸附劑循環(huán)利用、吸附劑再生修復(fù)、染料吸附模型與吸附機理等系統(tǒng)的研究。該研究對于構(gòu)建資源節(jié)約環(huán)境友好型社會具有十分重要的實

2、用價值。對于充分利用我國豐富的鈣質(zhì)資源、提高染料廢水處理效率、降低廢水處理成本具有實用價值。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下： 1.首先采用XRD、FTIR、SEM和TEM等技術(shù)從晶體結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和表面形貌方面對鈣質(zhì)原礦及改性后的吸附劑進(jìn)行表征分析。 研究發(fā)現(xiàn)，鈣質(zhì)礦物原料對染料的脫色率很低，經(jīng)800℃熱活化后，材料結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，表面羥基濃度增大，SBET由18.35m2·g-1增加到28.43m2·g-1，平均孔徑變大，對染料

3、溶液的脫色率由6.5％增大到99.02％。 2.研究了吸附劑用量、吸附時間、pH值、染液濃度、染料結(jié)構(gòu)、染液量等因素對染料吸附的影響。 結(jié)果表明：處理含偶氮結(jié)構(gòu)的酸性品紅染料廢水，當(dāng)初始pH值在中性時、初始濃度10mg·L-1、吸附劑用量10g/L、原水COD103.5mg·L-1、氨氮含量為5.2mg·L-1時、吸附反應(yīng)5min后色度去除率為99.33％，COD除去率為55％，氨氮含量減少到4.0mg·L-1。染液pH

4、值、染料結(jié)構(gòu)、染液濃度是影響吸附的主要因素。探討了鈣質(zhì)活性吸附材料降解脫色不同結(jié)構(gòu)染料廢水吸附行為和機理。 3.研究了鈣質(zhì)吸附劑的再生與循環(huán)利用技術(shù)。 結(jié)果表明：控制材料的粒度大小可以有效解決粉末材料在廢水脫色過程中存在的固液難以分離的問題；對吸附7次后的吸附劑進(jìn)行再生熱處理，再生溫度在650℃時脫色率可從吸附7次后的26.9％上升到99.01％，說明鈣質(zhì)吸附劑有著優(yōu)良的再生修復(fù)性能，再生后的吸附劑同樣具有高的吸附能力。

5、 4.研究了活化鈣質(zhì)吸附材料的等溫吸附模型、動力學(xué)模型、熱力學(xué)參數(shù)，并提出了它對酸性品紅染料及偶氮染料的吸附機理。結(jié)果表明，在Langmuir、Freundlich模型中，它對兩種染料的吸附等溫線更符合Freundlich模型；吸附劑對所用酸性品紅染料的吸附過程主要是遵從準(zhǔn)二級動力學(xué)模型，而對于偶氮染料的吸附過程符合準(zhǔn)一級模型。 鈣質(zhì)吸附劑對染料的吸附機理為：通過靜電力、氫鍵、n-π鍵及范德華力的作用吸附染料分子，在·O