鋯負(fù)載改性粉煤灰吸附劑的制備、表征及其對(duì)弱酸性染料的吸附特征

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1、學(xué)校代碼：10135論文分類號(hào)：X132學(xué)號(hào)：20154015011研究生類別：全日制碩士學(xué)位論文鋯負(fù)載改性粉煤灰吸附劑的制備、表征及其對(duì)弱酸性染料的吸附特征PreparationandCharacterizationofZirconium-loadedModifiedFlyAshadsorbentandItsAdsorptionforWeakAcidDyes學(xué)科門類：理學(xué)一級(jí)學(xué)科：化學(xué)學(xué)科、專業(yè)：分析化學(xué)研究方向：環(huán)境分析化學(xué)申請(qǐng)人姓名：任中英指導(dǎo)教師姓名：李北罡教授二〇一八年六月九日獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位

2、論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果，盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的研究成果，也不包含本人為獲得內(nèi)蒙古師范大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過(guò)的材料。本人保證所呈交的論文不侵犯國(guó)家機(jī)一密、商業(yè)秘密及其他合法權(quán)益。與我同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示感謝。簽名：從ｆ奠曰期：義＿年６月？曰關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明本學(xué)位論文作者完全了解內(nèi)蒙古師范大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定：內(nèi)蒙古

3、師范大學(xué)有權(quán)保留并向囯家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱，可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影、、印縮印或掃描等復(fù)制手段保存匯編學(xué)位論文，并且本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。保密的學(xué)位論文在解密后也遵守此規(guī)定。簽名：必＋炎導(dǎo)師簽名：曰期：義你年ｆ月？曰內(nèi)蒙古師范大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要染料廢水是水體污染的重要來(lái)源之一。由于粉煤灰(FlyAsh,FA)含有較多的活性物質(zhì)，并具有一定吸附能力，常作為吸附劑，被用于處理染料廢水，

4、但受其表面致密結(jié)構(gòu)的影響吸附能力較低。針對(duì)此，本研究以固廢粉煤灰為主要原材料，經(jīng)酸改性后采用溶液反應(yīng)法，簡(jiǎn)單負(fù)載少量Zr(Ⅳ)離子制得一種新型的鋯負(fù)載改性粉煤灰(Zr/MFA)吸附劑，并優(yōu)化了其制備條件。采用比表面積和孔徑分析、SEM聯(lián)用EDS、XRD、FT-IR和UV-VisDRS等表征測(cè)試手段對(duì)FA、MFA和Zr/MFA吸附劑的結(jié)構(gòu)、形貌和成分等分別進(jìn)行了表征分析。將Zr/MFA吸附劑用于吸附水溶液中的弱酸性艷藍(lán)RAW和弱酸性紅GRS，獲得優(yōu)化后的吸附條件，又考察了Zr/MFA吸附劑的再生利用，并探討其吸附機(jī)理，得到

5、了下列結(jié)果：(1)Zr/MFA吸附劑制備條件的優(yōu)化，用2mol/L的HCl溶液與FA在25℃下反應(yīng)30min，然后以Zr(Ⅳ)離子和FA質(zhì)量比為1:20緩慢滴加Zr(Ⅳ)離子，繼續(xù)反應(yīng)20min后，烘干、研磨并過(guò)250目篩即獲得Zr/MFA吸附劑。相同吸附條件下，Zr/MFA吸附劑吸附弱酸性艷藍(lán)RAW和弱酸性紅GRS的吸附量比FA增大了4.0和8.6倍。通過(guò)各種表征分析結(jié)果表明，酸改性使FA表面變得更加粗糙、孔隙雜質(zhì)減少、比表面積增大，孔隙增多，且Zr(Ⅳ)離子就以離子形式負(fù)載于MFA上。(2)Zr/MFA吸附劑對(duì)弱酸性

6、艷藍(lán)RAW和弱酸性紅GRS優(yōu)化的吸附條件分別是，當(dāng)Zr/MFA吸附劑投加量為0.10g，弱酸性艷藍(lán)RAW溶液的pH值為5.0，振蕩頻率為180r/min，在25℃下，用Zr/MFA吸附劑吸附染料2h，吸附量分別可達(dá)239.3mg/g。將0.12g的Zr/MFA吸附劑在25℃下投入到弱酸性紅GRS溶液(pH值是6.0)中，當(dāng)振蕩頻率為180r/min時(shí)，振蕩吸附時(shí)間2h，Zr/MFA吸附劑對(duì)弱酸性紅GRS的吸附量為125.5mg/g。(3)吸附動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果表明，Zr/MFA吸附劑對(duì)弱酸性艷藍(lán)RAW和弱酸性紅GRS的吸附速

7、率較快，2h可達(dá)到吸附平衡狀態(tài)，擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)可很好的描述Zr/MFA吸附劑對(duì)弱酸性艷藍(lán)RAW和弱酸性紅GRS的吸附過(guò)程，吸附速率易受顆粒內(nèi)擴(kuò)散影響，但并非唯一控制步驟。(4)通過(guò)將Zr/MFA吸附劑吸附弱酸性艷藍(lán)RAW和弱酸性紅GRS的I內(nèi)蒙古師范大學(xué)碩士學(xué)位論文吸附等溫線分別用Langmuir、Freundlich和D-R等溫吸附模型進(jìn)行線性擬合，結(jié)果表明，Zr/MFA吸附劑吸附弱酸性艷藍(lán)RAW和弱酸性紅GRS的吸附等溫線均符合Langmuir等溫吸附模型，25℃下由其計(jì)算獲得的飽和吸附量分別為285.7mg/g和18

8、5.2mg/g，Langmuir計(jì)算得到的分離因子RL均在0~1之間，說(shuō)明吸附反應(yīng)均易于發(fā)生。(5)吸附熱力學(xué)結(jié)果表明，不同溫度下Zr/MFA吸附劑對(duì)弱酸性艷藍(lán)RAW和弱酸性紅GRS的熱力學(xué)常數(shù)△G°和△H°均為負(fù)值，表明的吸附均為自發(fā)式放熱反應(yīng)，結(jié)合計(jì)算得到的Zr/MFA吸附劑對(duì)兩種弱酸性染料的表觀活化能Ea、平均