麥草對水中苯胺的吸附性能研究.pdf

1、為了實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物秸稈資源化,同時(shí)解決廢水中苯胺等有毒有機(jī)污染物的問題,本文采用麥草作為吸附劑對去除水中苯胺的性能進(jìn)行了研究。首先,通過靜態(tài)吸附法考察了苯胺初始濃度、初始pH值、固液比以及溫度等各種單一因素的變化對麥草吸附水中苯胺的影響。并研究了麥草吸附苯胺的吸附平衡、熱力學(xué)以及動(dòng)力學(xué)特征。采用Langmuir和Freundlich等溫線對平衡數(shù)據(jù)進(jìn)行了非線性擬合,并計(jì)算了吸附過程的自由能變(△G)、等量吸附焓變(△H)和熵變(△S)等熱力

2、學(xué)參數(shù),同時(shí)采用擬一級動(dòng)力學(xué)和擬二級動(dòng)力學(xué)模型對動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并采用內(nèi)擴(kuò)散方程探討了吸附機(jī)制。其次,通過動(dòng)態(tài)吸附法對苯胺初始濃度、流速、初始pH值和吸附床高度對穿透曲線的影響進(jìn)行了探討,采用BDST模型和Thomas模型對動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了線性擬合分析,研究了麥草對水中苯胺的動(dòng)態(tài)吸附性能。最后,對原狀麥草進(jìn)行了炭化處理,考察了不同炭化溫度下的麥草吸附苯胺的表觀動(dòng)力學(xué)、苯胺初始pH值、初始濃度以及不同炭化溫度對炭化麥草吸附苯胺的影響

3、,并采用Langmuir和Freundlich等溫線對平衡數(shù)據(jù)進(jìn)行了線性擬合。
　　 單因素吸附試驗(yàn)結(jié)果表明：吸附時(shí)間為15min時(shí),麥草對苯胺的吸附量可達(dá)0.4mg·g-1:初始pH值為4時(shí),麥草對苯胺的吸附量最大為0.66mg·g-1;固液比為8～80g·L-1時(shí),麥草對苯胺的去除率從23％急劇增加到69.57％。吸附量隨著苯胺初始濃度和溫度升高而增大,但溫度的影響不顯著。吸附苯胺飽和的麥草,經(jīng)0.9M鹽酸在60℃時(shí)洗脫,解

4、析率＞90％,且麥草對苯胺的二次吸附量明顯增加。靜態(tài)吸附試驗(yàn)平衡數(shù)據(jù)更符合Freundlich模型,其極限吸附容量(323℃)為6.0mg·g-1。等量(0.2～2.5mg·g-1)吸附焓變△H為13.58～22.34KJ·mol-1,△G＜0,△S＞0。擬二級動(dòng)力學(xué)模型對動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)擬合最好,平衡吸附量qe和初始吸附速率h0.2隨苯胺初始濃度的增大而增大。麥草吸附苯胺經(jīng)歷了快速表面富集、微孔內(nèi)擴(kuò)散和吸附平衡三個(gè)階段,麥草吸附苯胺初期,吸

5、附速率由邊界層擴(kuò)散控制,吸附后期則由微孔內(nèi)擴(kuò)散控制。
　　 動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：麥草能夠有效地去除水中的苯胺,隨著吸附床高度增加,穿透時(shí)間延長;而隨著苯胺初始濃度、流速和pH值的增大,穿透時(shí)間急劇縮短。BDST模型能夠準(zhǔn)確地預(yù)測新的操作條件下的穿透時(shí)間,誤差均＜5％;Thomas模型能夠很好地描述麥草對苯胺的動(dòng)態(tài)吸附動(dòng)力學(xué),由Thomas模型獲得的麥草吸附柱對苯胺的動(dòng)態(tài)吸附量與試驗(yàn)值相符。對吸附飽和后的麥草可用0.6M鹽酸進(jìn)行解吸