糖炭-硅膠復(fù)合吸附劑的制備及吸附Cr（Ⅵ）的研究.pdf

1、含鉻(Ⅵ)廢水來(lái)源廣、毒性大，嚴(yán)重危害了自然環(huán)境和人類(lèi)健康，因此含鉻(Ⅵ)廢水的處理尤為必要。本論文在克服犧牲模板法制備多孔炭在能耗、成本、環(huán)保等方面不足的基礎(chǔ)上，以硅膠為模板、蔗糖為碳源，在濃硫酸的作用下經(jīng)聚合、炭化過(guò)程在硅膠的孔道內(nèi)生成糖炭，同時(shí)保留硅膠模板制得糖炭/硅膠復(fù)合吸附劑，并用于含鉻(Ⅵ)廢水的吸附處理。結(jié)果表明該種吸附劑對(duì)鉻(Ⅵ)有著良好的去除效果。 采用靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)，在同一條件下，以對(duì)鉻(Ⅵ)的去除能力為指標(biāo)來(lái)

2、判斷吸附劑性能的好壞。通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)對(duì)可能的制備因素進(jìn)行了考察，找出了影響較為顯著的因素：加熱溫度、原料加入量。在此基礎(chǔ)上運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，得出了糖炭/硅膠復(fù)合吸附劑的優(yōu)化制備條件：蔗糖∶硅膠∶硫酸∶水=5∶2∶2.5∶25(質(zhì)量比)、加熱溫度150℃、時(shí)間6h。同時(shí)通過(guò)XRD、吸碘值、亞甲藍(lán)脫色力及Boehm滴定法測(cè)定表面官能團(tuán)等方法對(duì)糖炭/硅膠復(fù)合吸附劑進(jìn)行了表征。 采用靜態(tài)吸附法考察了pH值、處理時(shí)間、處理溫度、吸附劑用量

3、、Cr(Ⅵ)的初始濃度及離子濃度對(duì)糖炭/硅膠復(fù)合吸附劑去除Cr(Ⅵ)能力的影響，得出糖炭/硅膠復(fù)合吸附劑對(duì)Cr(Ⅵ)和總鉻去除的最佳pH值為2.3，吸附平衡時(shí)間為20h；Cr(Ⅵ)的去除率隨著吸附劑用量的增加而增加、隨廢水初始濃度的增加而降低；當(dāng)吸附劑投加量為3.3g/L時(shí)，對(duì)34mg/L含Cr(Ⅵ)廢水去除率高達(dá)99％，吸附量為10.2mg/g；干擾電解質(zhì)氯化鈉、硫酸鈉和硝酸鈉的存在對(duì)Cr(Ⅵ)和總鉻的去除起抑制作用。 糖炭/

4、硅膠復(fù)合吸附劑對(duì)Cr(Ⅵ)的吸附行為符合Langmuir吸附等溫方程，并計(jì)算了相關(guān)模型參數(shù)和吸附熱力學(xué)參數(shù)。吸附動(dòng)力學(xué)研究表明，吸附過(guò)程符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，且吸附過(guò)程受內(nèi)擴(kuò)散控制。 吸附機(jī)理探討表明，糖炭/硅膠復(fù)合吸附劑對(duì)Cr(Ⅵ)的去除主要是吸附和還原作用。吸附作用主要是通過(guò)表面含氧官能團(tuán)與Cr(Ⅵ)產(chǎn)生絡(luò)合及靜電引力來(lái)實(shí)現(xiàn)；還原作用主要是在酸度較高的情況下發(fā)生，Cr(Ⅵ)在酸性環(huán)境下與表面羥基發(fā)生氧化還原反應(yīng)而被去除，生成