壳聚糖高岭土复合材料对亚甲基蓝溶液的脱色研究_毕业设计(编辑修改稿)

壳聚糖高岭土复合材料对亚甲基蓝溶液的脱色研究_毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

小的微晶或隐晶状态存在，并以致密 块状或土状集合体产生。 具有巨大的比表面积和吸附容量，良好的吸附性能。 10 亚甲基蓝染料的危害 亚甲基蓝是广泛应用于印染工业的染料， 为 金红色闪金光或闪古铜色光的粉状物，溶于水，稍溶于酒精则呈蓝色；遇浓硫酸呈 黄光 绿色；稀释后呈蓝色；水溶液中加入氢氧化钠溶液后呈紫色或出现暗紫色沉淀。 染料废水是目前我国主要的有害工业废水之 一。 这类废水浓度高 、 色度深 、 降解难 、 成分复杂，直接排 入水中会引起水质污染。 在众多的染料废水中，偶氮染料废水被公认是难治理的高浓度有机废水之一。 亚甲基蓝是水溶性偶氮染料的代表性化合物，在水溶液中会形成有机 “ 阳离子型 ” 的季胺盐离子基团，且色度很高，对人体有这高突变性和致癌性，对环境污染严重。 国内外的研究现状 Wong 等 [11]以蟹壳分离出的甲壳素制成的壳聚糖来处理 5 种酸性染料 (酸性绿 2酸性黄 酸性黄 1酸性红 18 和酸性红 73 废水，发现 Langmuir 等温线与酸性绿 2酸性黄 1酸性红 18 和酸性红 73 的吸附过程有很好的关联。 而酸性黄 10 染 料的吸附过程则符合 Freundlich 等温线。 朱启忠等 [12]研究了壳聚糖对酸性品红染料的吸附性能，发现在固定染料浓度和体积的情况下，壳聚糖对酸性品红染料吸附 2h 就能达到吸附饱和，并具有很好的脱色效果。 此结果为壳聚糖应用于印染废水处理提供了一定的理论根据。 由于壳聚糖在酸性条件易水解，导致吸附能力下降。 Annadurai等 [13]研究了壳聚糖吸附处理活性黑 13染料，实验过程中控制反应时间、染料的初始浓度、壳聚糖颗粒大小、 PH值和温度，并对它们进行优化，得出最佳吸附条件。 在最佳吸附条件下，吸附容量达到 ，吸附机制主要为粒子内扩散作用。 通过吸附热动力学研究，得出焓变值为 ，表明吸附过程为吸热反应。 陈亮 [14]等研究壳聚糖吸附 处理废水的进展，发现 壳聚糖作为一种天然高分子吸附剂具有良好的吸附性能 ， 尤其是对水中的污染物质 :重金属染料、其它有机物等吸附性能良好 ， 而且用壳聚糖作为吸附剂能回收有价值的物质 ， 不用再生 ， 壳聚糖作为吸附剂的使用将会有越来越广阔的前景。 但是，对壳聚糖吸附机理的研究仅限于对染料和重金属的吸附方面 ， 研究的范围也局限于吸附平衡和单一步骤的动力学 ， 另外控制步骤也仅考虑壳聚糖外部及内部的质量转移速率。 对壳聚糖吸附机理的研究工作有待进一步开展。 Chiou 等 [15]采用交联剂多聚磷酸钠、环氧氯丙烷等对普通壳聚糖进行改性，并制备成为微球，大大提高了其耐酸性，并应用于活性红 189 染料的吸附，微球对活性红 189染料的饱和吸附量达到 1802～ 1840g/kg，具有良好的吸附效果。 韩照祥 [16]以壳聚糖 (chitosan)为原料，与卤代烷反应进行烷基化改性，用改性后的壳11 聚糖对酸性铬蓝 K、曙红 Y 和亚甲基蓝的染料废水进行处理，研究了 PH、投加量、时间和温度对脱色效果的影响。 结果表明，在 酸性较强的情况下，添加吸附剂的量有所减少，并且酸性越强，减少量越多。 在一定范围内，脱色率随温度的升高而增大。 随着吸附剂添加量的增加，脱色率有所提高。 对 3 种不同染料的脱色效果为：酸性铬蓝 K曙红 Y亚甲基蓝。 吸附过程能较好地遵循二级动力学模型和 Freundlich 等温方程。 姜玉梅 [17]等 利用壳聚糖与无机絮凝剂氢氧化镁进行了复合 ， 并以亚甲基蓝和艳兰作为模拟废水来进行脱色试验通过在不同的各种条件下废水的脱色率 ， 发现在 pH = 9. 0，投加比为 1： 6， 投加量为 0. 5 g， 沉降时间为 6 m in， 温度为 20。 C 条件下 ， 氢氧化镁 壳聚糖磁性微球投入到模拟废水 (艳兰、亚甲基蓝 )中的脱色率最佳 ， 都可达到 99% 左右。 与单纯的壳聚糖相比 ， 氢氧化镁 壳聚糖磁性微球的絮凝速度快、用量少 ， 脱色效果好等优点 ， 因而有着广阔的应用前景。 王应红 [18]等用含铬革废屑、壳聚糖及戊二醛交联聚合制备了处理酸性废水染料的吸附材料，并用差式扫描量热 (DSC)对其热稳定性进行表征。 用酸性红染料 B1 模似酸性废水染料，用分光光度法考察了交联剂戊二醛用量、吸附时间、 PH 对染料脱色效果的影响。 研究表明，戊二醛交联剂的用量对材料的热稳定性及对酸 性废水的脱色均有不同程度的影响。 在 20℃ ，壳聚糖：含铬废革屑：戊二醛量比为 1： 4： 1 时，可得到一个热稳定性好的吸附材材料，其脱色率可达 %以上。 在 PH 为 ～ 6 时，脱色率可达 %以上。 而且材料再生性好，其脱附率可达到 90%以上。 该材料对酸性红 B1 实际废水有良好的吸附效果，脱附率仍可达到 90%以上。 邢国秀 [19]以环氧氯丙烷交联的壳聚糖为原料，以自制备的阳离子化试剂 2， 3环氧丙基三甲基氯化铵作为醚化剂，采用半干法合成了交联阳离子壳聚糖，取代度为。 本文在静态条件下，研究了交联阳离子壳聚 糖对活性艳红 KE3B 的吸附，探讨了交联阳离子壳聚糖吸附活性艳红 KE3B 的最佳工艺条件。 结果表明，交联阳离子壳聚糖对活性艳红具有较好的吸附性能，吸附的最佳 PH 值为 5～ 6，最佳吸附时间为 20min，饱和吸附量为 ，吸附率最大可达 %以上。 李海燕 [20]以壳聚糖为原料采用反相悬浮交联法制备了球状壳聚糖树脂 (RCM)，通过静态吸附实验研究了 RCM 对柠檬酸的吸附热力学和动力学特性 .结果表明，吸附符合Laugmuir 等温曲线，且平衡常数随着温度升高而升高；吸附是非自发熵增加的吸热过程；在相同的 温度下，随着溶液中柠檬酸浓度的增加，吸附势逐渐降低；初始浓度相同时，随着温度的升高吸附势升高；在 298， 308， 318 K 下， RCM 对柠檬酸的饱和吸附量分别为 ， ， mg/g；吸附属二级动力学吸附，粒子内扩散是控速步骤，吸附速率常数随着温度升高而增加。 为 RCM 在柠檬酸的生产、橙汁降酸工艺中的应用提供理论12 依据。 王亚玲 [20]等 以四甲氧基硅烷和壳聚糖作用得到壳聚糖 二氧化硅凝胶复合物，研究其对甲基橙溶液的吸附，考察了各种条件对吸附的影响。 结果表明，吸附剂可稳定应用于不同酸度的溶液中，尤 其在中性至弱碱性范围内及常温下对甲基橙有较高的吸附率（大于 85%）；并具有良好的重复使用性能，经过 10 批次的再生，吸附率仍大于 85%。 该吸附剂有望应用于染料废水的处理中。 龙来寿 [22]等研究壳聚糖对高岭土精选废水的絮凝性能。 结果表明 壳聚糖对高岭土精选废水中的悬浮物具有很强的絮凝处理效能，电性中和、吸附架桥是壳聚糖的主要絮凝作用机理。 在 pH 值为 4. 0～ 7. 0，壳聚糖投加量为 8. 0 mg/L，絮凝程序为 260 r/min 快速搅拌 1 min、 130 r/min 中速搅拌 3 min、 70 r/min 慢速搅拌 3 min 条件下，壳聚糖对悬浮物的去除率大于 96%。 颗粒 ζ 电位测定结果表明，电性中和吸附架桥是壳聚糖絮凝的主要作用机理。 罗秀芬等 [23]研究高岭土对亚甲基蓝的吸附行为发现随着高岭土尾矿粒径的减小，其对亚甲基蓝的吸附能力明显提高。 pH 对亚甲基蓝的吸附影响较大，碱性条件下吸附较好。 高岭土尾矿用量越大，其吸附亚甲基蓝的效果越好，并且服从 Freundlich 等温吸附方程式。 高岭土尾矿对亚甲基蓝的脱色率随其浓度的增加而下降，但吸附总量增加。 高岭土尾矿对亚甲基蓝吸附的随时间的增加、温度的升高而增加。 高岭土尾矿是吸附亚 甲基蓝的理想候选材料。 许志军等 [24]研究高岭土活化试制吸附脱色剂， 研究了湛江高岭土经活化制作吸附脱色剂的反应条件。 通过产物性能检测表明，湛江市高岭土活化处理后，对钙离子有较高的吸附交换量，对粗糖液也有一定的脱色能力。 经进一步优化条件，改善产物性能，可望用作洗涤剂，糖厂脱色剂原料。 乔俊莲 [25]等 利用化学还原的方法制备银溶胶，通过在吸附了活性艳红的高岭土基体上沉积银，获得了活性艳红在高岭土上的表面增强拉曼光谱，探讨了活性艳红在高岭土上的吸附机理 .结果表明，活性艳红和银溶胶均以范德华力和静电引力直接吸附 于高岭土上， 且银溶胶对活性艳红在高岭土上的拉曼信号有显著的增强效应。 顾正等 [26] 采用浸渍法制备了 Cu( II ) AgNbO3 光催化剂，用 XRD、 FT�IR、 DRS、XPS 和 SEM 对催化剂进行表征和分析。 以亚甲基蓝为模拟污染物， 在紫外光下考察Cu( II )掺杂对 AgNbO3 光催化效果的影响。 分析显示 ， 掺杂 Cu( II )后 AgNbO3 晶型及表面形貌没有发生变化。 但在可见光区的吸光度得到有效提高。 光催化脱色结果表明 ，当 Cu( II)的掺杂量为 2% (质量比 )， 热处理温度为 300 ， 催 化剂用量为 1 g /L， 亚甲基蓝初始浓度为 10 m g /L， 溶液 pH 值为 7�15 时 ， Cu(II) AgNbO3 紫外光催化亚甲13 基蓝脱色的效果最好 ， 3 h 后 ， 亚甲基蓝脱色率可达 %。 冯青琴等 [27] 采用溶胶 凝胶法在 Al2O3 表面负载 TiO2 制取 TiO2/ Al2O3 催化剂，以亚甲基蓝为研究对象考察了 TiO2/Al2O3 催化剂的煅烧温度、亚甲基蓝反应初始浓度、介质酸度及 TiO2/ Al2O3 催化剂用量对 TiO2/ Al2O3 超声波降解脱色高浓度亚甲基蓝溶液的影响实验发现 :煅烧温度对 TiO2/ Al2O3 的活性有很大影响，有较大的制约作用。 煅烧温度在 480 ℃ 时最佳；亚甲基蓝溶液的超声降解脱色速率随初始浓度的增大而降低，随介质酸度的增加，降解速率加快，中性条件下降解速率最低，当 PH 值呈碱性时，降解速率又有所提高。 在 TiO2/Al2O3 催化剂作用下，超声波降解脱色高浓度亚甲基蓝溶液效果较好，能够有效的完成高浓度亚甲基蓝溶液的降解脱色。 杨士建 [28]等 运用紫外可见光谱、傅立叶转换红外光谱和 13C 核磁共振谱以及水相中溶解性有机碳和固相上元素碳分析等技术对钛磁铁矿异相 Fenton法脱色亚甲基蓝的过程进行了研究。 研究表明：钛磁铁矿异相 Fenton 法对亚甲基蓝的脱色速率远高于磁铁矿；在钛磁铁矿异相 Fenton 法脱色亚甲基蓝过程中，脱除的亚甲基蓝都已被降解，且钛磁铁矿没有发生相变；虽然钛磁铁矿异相 Fenton 法不能使亚甲基蓝矿化，但亚甲基蓝结构中的苯环已经被打开。 付猛 [29]等 以亚甲基蓝为目标污染物， 以凹凸棒石为吸附剂， 研究煅烧温度、吸附温度、吸附时间和凹凸棒石用量对亚甲基蓝水溶液脱色性能的影响。 结果表明， 煅烧温度、吸附温度、吸附时间和凹凸棒石用量是凹凸棒石吸附亚甲基蓝的重要 影响因素。 在煅烧温度为 350。 C 时，亚甲基蓝水溶液的脱色率可达 69%； 随吸附时间的延长， 凹凸棒石对水溶液中亚甲基蓝的脱色率增大，吸附时间超过 30 m in 后， 凹凸棒石吸附即可达到平衡。 随吸附温度的升高， 凹凸棒石对亚甲基蓝水溶液的脱色率呈上升趋势。 随凹凸棒石用量的增加， 水中亚甲基蓝的脱色率随之增大， 在投加量为 1. 0 1. 5 g 时， 单位质量纯凹凸棒石对亚甲基蓝的吸附量较高。 朱丽楠 [30]等考察了高压脉冲电场中陶粒填充床对于亚甲基兰的脱色效能 . 实验结果表明 ， 在高压脉冲电场与陶粒的相 互作用下 ， 亚甲基兰得到了有效去除 . 当反应条件为电压 25 kV， 通入空气流量为 270 mL /m in， 亚甲基兰溶液初始质量浓度为 5 m g /L，流速为 40 mL /m in， 在反应 180 m in 时 ， 去除。