玉米秸稈活性炭吸附苯酚廢水的研究

【摘要】：隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,淡水資源遭到日益嚴(yán)重的污染,對(duì)于污廢水的治理迫在眉睫。同時(shí)隨著環(huán)保意識(shí)的提高,吸附技術(shù)作為一種具有低投入、高效率、環(huán)境友好等諸多優(yōu)點(diǎn)的處理技術(shù)。通過(guò)利用農(nóng)作廢棄物所制備的活性炭吸附廢水技術(shù)研究是如今的一大熱點(diǎn)。本論文以玉米秸稈活性炭作為此實(shí)驗(yàn)的吸附劑,用NaOH作改性玉米秸稈活性炭的物質(zhì),用苯酚作為該實(shí)驗(yàn)的吸附質(zhì)有機(jī)物,利用靜態(tài)實(shí)驗(yàn),考察了玉米秸稈活性炭改性前后對(duì)模擬廢水含有的苯酚的吸附性能,并對(duì)其去除機(jī)理進(jìn)行探討。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:1.通過(guò)設(shè)計(jì)三因素四水平的改性條件,對(duì)玉米秸稈活性炭改性后,選出最佳改性條件下的玉米秸稈活性炭,研究對(duì)其苯酚的吸附性能,最高的除吸附去除率比改性前高出21%以上。2.通過(guò)對(duì)不同吸附時(shí)間、溫度、p H、玉米秸稈活性炭的用量、苯酚初始濃度等條件研究玉米秸稈活性炭改性前后對(duì)苯酚廢水的去除效果。在研究范圍內(nèi),隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng)吸附率從增加到平衡;溫度的升高不利于吸附效率;在酸性及中性條件下有利于玉米秸稈活性炭對(duì)苯酚的吸附;不同活性炭用量和苯酚初始濃度的實(shí)驗(yàn)可以計(jì)算出改性后的玉米秸稈活性炭的最大吸附飽和量為19.51mg/g。3.通過(guò)對(duì)玉米秸稈活性炭吸附等溫過(guò)程及吸附動(dòng)力學(xué)的研究,Langmuir型和Freundlich型玉米秸稈活性炭吸附等溫線擬合結(jié)果表明,玉米秸稈活性炭對(duì)苯酚的等溫吸附過(guò)程更加符合Freundlich型吸附吸附方程;說(shuō)明玉米秸稈活性炭的表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜是非均勻表面,在Freundlich方程參數(shù)中n1,說(shuō)明改性前后玉米秸稈活性炭都有利于對(duì)苯酚的吸附;準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)線性擬合對(duì)比后,準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程與該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合程度很高,擬合系數(shù)都0.98,說(shuō)明準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)適用于整個(gè)吸附過(guò)程中控制速率的機(jī)理分析,為從實(shí)驗(yàn)到實(shí)際應(yīng)用提供可靠的設(shè)計(jì)參數(shù)信息。本文對(duì)改性前后玉米秸稈活性炭進(jìn)行表征,改性后的玉米秸稈活性炭在一定程度上增加了其比表面積;改變其孔徑結(jié)構(gòu),增加了玉米秸稈活性炭中的微孔以及中孔的數(shù)量;改變其表面的有效官能團(tuán)。玉米秸稈活性炭這三方面的改變,是玉米秸稈活性炭對(duì)苯酚吸附效果提升的根本原因。對(duì)玉米秸稈活性炭吸附苯酚等溫以及動(dòng)力學(xué)研究為實(shí)際應(yīng)用提供一定可靠的設(shè)計(jì)參數(shù)信息。 【關(guān)鍵詞】：玉米秸稈活性炭 NaOH改性 苯酚廢水 吸附
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 國(guó)內(nèi)外秸稈利用現(xiàn)狀11-12
• 1.2 秸稈的組成與結(jié)構(gòu)12
• 1.3 秸稈開發(fā)和利用中存在的問(wèn)題以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)12-13
• 1.4 酚類污染物13-16
• 1.4.1 苯酚的性質(zhì)13
• 1.4.2 含酚廢水的來(lái)源13-14
• 1.4.3 含酚廢水的危害14
• 1.4.4 含酚廢水的處理方法14-16
• 1.5 活性炭的利用現(xiàn)狀16-19
• 1.5.1 活性炭的應(yīng)用背景16-17
• 1.5.2 活性炭的結(jié)構(gòu)與性能17-18
• 1.5.3 活性炭的改性方法18-19
• 1.6 課題研究目的意義及主要內(nèi)容19-21
• 1.6.1 課題研究目的19
• 1.6.2 理論意義19-20
• 1.6.3 研究的內(nèi)容20-21
• 2 實(shí)驗(yàn)儀器與方法21-26
• 2.1 實(shí)驗(yàn)器材21-22
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料21
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器21-22
• 2.2 玉米秸稈活性炭的預(yù)處理22
• 2.3 設(shè)計(jì)改性玉米秸稈活性炭的正交試驗(yàn)22
• 2.4 活性炭吸附理論研究方法22-26
• 2.4.1 Langmuir吸附等溫式23-24
• 2.4.2 Freundlich吸附等溫式24
• 2.4.3 活性炭吸附動(dòng)力學(xué)理論24-26
• 3 改性玉米秸稈活性炭吸附苯酚影響因子的研究26-35
• 3.1 活性炭改性的正交試驗(yàn)26-28
• 3.2 活性炭結(jié)構(gòu)與性能的表征28-34
• 3.2.1 活性炭紅外光譜的表征28-29
• 3.2.2 掃描電鏡29-30
• 3.2.3 活性炭比表面積的測(cè)定30-31
• 3.2.4 活性炭的孔容積和孔面積31-34
• 3.4 本章小結(jié)34-35
• 4 玉米秸稈活性炭吸附苯酚性能的研究35-45
• 4.1 苯酚標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制35-36
• 4.2 改性前后的玉米秸稈活性炭對(duì)苯酚的吸附平衡時(shí)間的確定36-37
• 4.3 活性炭用量對(duì)吸附效果的影晌37-39
• 4.4 苯酚初始濃度對(duì)吸附效果的影響39-40
• 4.5 溫度對(duì)吸附效果的影晌40-42
• 4.6 pH對(duì)玉米秸稈活性炭改性前和改性后吸附苯酚效果的影晌42-44
• 4.7 本章小結(jié)44-45
• 5 玉米秸稈活性炭吸附等溫過(guò)程及動(dòng)力學(xué)研究45-53
• 5.1 等溫吸附曲線45-48
• 5.1.1 Langmuir線性趨勢(shì)分析45-47
• 5.1.2 Freundlieh線性趨勢(shì)分析47-48
• 5.1.3 結(jié)果與分析48
• 5.2 動(dòng)力學(xué)分析48-52
• 5.2.1 準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)吸附速率模型49-50
• 5.2.2 準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)吸附速率模型50-51
• 5.2.3 動(dòng)力學(xué)的結(jié)果與分析51-52
• 5.3 本章小結(jié)52-53
• 6 結(jié)論與建議53-55
• 6.1 結(jié)論53
• 6.2 展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表及錄用學(xué)術(shù)論文62-63
• 致謝63-64

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