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《高錳酸鉀改性花生殼對(duì)水中酸性品紅的吸附特性研究---畢業(yè)論文》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文1前言1.1研究背景每個(gè)生命和它的健康都需要水來(lái)維系，水在地球上覆蓋的面積雖然有71%，但是淡水資源卻是非常的有限，人類(lèi)能夠真正利用的確僅僅只有江河湖泊和地下水中的一小部分，只占地球總水量的0.26%。在全球各個(gè)國(guó)家中，我國(guó)是一個(gè)缺水比較嚴(yán)重的國(guó)家。我國(guó)的淡水資源總量大概為28000億立方米，占到了全球淡水資源的6%，位居世界第四位。即使這樣，我國(guó)每人平均擁有的水資源量卻僅僅只有2300立方米，是世界平均水平的1/4，全球范圍內(nèi)屬于水資源最貧乏的國(guó)家之一。同時(shí)，我國(guó)又是世界上用水量最大的國(guó)家。僅僅2002年這一年，全國(guó)范圍內(nèi)淡水的用量就高達(dá)到5497
2、億立方米，大約占每年世界淡水取用量的13%。伴隨這個(gè)，我國(guó)的水資源污染日趨嚴(yán)重。在我國(guó)，造成水污染的兩個(gè)重要因素是工業(yè)污染和城市污水。其中，工業(yè)污水占水污染的69%，而生活廢水占31%。就工業(yè)廢水這一方面，紡織印染業(yè)是主要的排放源，排放超過(guò)80%的紡織廢水。根據(jù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)顯示，在2008年，紡織工業(yè)排放的廢水就已經(jīng)達(dá)到了23億噸，位于工業(yè)行業(yè)的前3位，占全國(guó)工業(yè)廢水總排放量的10.60%。因?yàn)橹袊?guó)的工業(yè)狀況，各行各業(yè)都需要染料，所以在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的印染廢水也相對(duì)較高，染料使用過(guò)程中的耗水量也大。印染廠每加工100m織物，就會(huì)產(chǎn)生3~5噸廢水[1]。人類(lèi)可用水資源太少，
3、而印染廢水的產(chǎn)量大，污染相對(duì)嚴(yán)重，這就直接威脅著人類(lèi)的生活和生產(chǎn)，因此，印染廢水的處理迫在眉睫。1.2本課題研究的目的及意義我國(guó)紡織印染工業(yè)產(chǎn)生的廢水不但污染物濃度高、色度深，而且排放量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜,大多是不易被生物降解的。而其中酸性品紅是水溶性酸性染料的代表，其結(jié)構(gòu)中含有對(duì)生物呈強(qiáng)抑制作用的苯環(huán)，并且為高共輛分子體系，很難采用生[2]物化學(xué)方法降解成小分子。因此，印染廢水的處理一直以來(lái)都作為環(huán)境科學(xué)的研究重點(diǎn)。在傳統(tǒng)吸附劑中，活性炭為其主要的一種，對(duì)染料具有良好的吸附性能，但由于不易再生且價(jià)格昂貴，使得處理印染廢水的成本太高。而農(nóng)作物廢棄物如果殼、秸稈、蔗渣、玉米芯和
4、花生殼等含有比較豐富的纖維素。纖維素包含有許多優(yōu)點(diǎn)，例如其分子內(nèi)含有大量親水羥基，該羥基擁有比表面積大和多孔性的特點(diǎn)，1太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文使這類(lèi)農(nóng)作廢棄物擁有很好的吸附性。而纖維素又作為天然高分子材料的一種，在自然界中擁有巨大的儲(chǔ)存量。同時(shí)，纖維素還具有價(jià)格低廉且容易獲得，容易被微生物降解，不會(huì)給周?chē)h(huán)境造成二次污染的特點(diǎn)。而且農(nóng)作廢棄物可以作為吸附材料的種類(lèi)非常豐富，花生殼就是其中一種。花生在我國(guó)作為主要經(jīng)濟(jì)作物和主要油料作物，花生總質(zhì)量的1/3都是那些廢棄的花生殼，而花生殼里面有75%~80%都是纖維素。而通過(guò)使用高錳酸鉀對(duì)花生殼進(jìn)行改性后，使得花生殼的表面增加更
5、多的孔隙和通道，把原來(lái)的纖維素連接打斷，讓花生殼表面上的纖維素暴露出更多的化學(xué)鍵，這使得花生殼比表面積增大，并且有利于花生殼上的有效吸附位點(diǎn)與溶液中酸性品紅的接觸和新官能團(tuán)的接入。同時(shí)，在改性時(shí)還打斷了花生殼中纖維素里的β-1,4-糖苷鍵，它主要是鏈接葡萄糖分子的化學(xué)鍵，并破壞了部分纖維素上的葡萄糖基中的分子環(huán)，而在打斷的化學(xué)鍵上連接了更多的羥基，可能還含有其他的官能團(tuán)，這大大提高了花生殼對(duì)酸性品紅的吸附性能，增加了改性花生殼的吸附容量。有其他的研究發(fā)現(xiàn)，花生殼通過(guò)高錳酸鉀改性后，能讓其等電點(diǎn)減小、比表面積變大和含氧官能團(tuán)更加豐富，同時(shí)也能使高錳酸鉀氧化生產(chǎn)二氧化錳聚集
6、在花生殼的表面，讓花生殼的吸附性能更好。因此，本研究能為花生殼在廢水處理方面的運(yùn)用提供實(shí)際依據(jù)。1.3國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展印染廢水是一種有機(jī)廢水，含有致突變、致癌、致畸的化合物，它的特點(diǎn)是COD和BOD的變化大，色度大，難生物降解等。在目前，則是公認(rèn)的一種難處理的工業(yè)廢水。其中酸性品紅是一種三苯甲焼染料,分子式見(jiàn)圖1.1[3]。圖1.1酸性品紅分子式+因?yàn)樗嵝云芳t會(huì)在溶液中電離出Na,所以本身變成帶負(fù)電荷的陰離子,因此被稱(chēng)做酸性染色劑。酸性品紅主要應(yīng)用在生物染色劑、鑒定氯離子等。在醫(yī)院、2太原工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文石油化工、生物化學(xué)等行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。酸性品紅的特點(diǎn)是有較強(qiáng)的染色
7、性能和具有毒性,分子里含有對(duì)生物起到強(qiáng)抑制的苯環(huán)結(jié)構(gòu),,在降解時(shí)會(huì)面臨一定的困難[4]。目前對(duì)其在廢水中的去除的研究較少,主要集中在光催化氧化、電催化降解和吸附方面。徐蕾等[5]采用高壓萊燈為燈源,考察了H2O2與UV/Ti02協(xié)同體系對(duì)酸性品紅的降解效果,在初始pH為7,Ti02用量為0.2g/L時(shí),降解效果較好。并且發(fā)現(xiàn)當(dāng)pH〉8時(shí),酸性品紅溶液會(huì)發(fā)生褪色現(xiàn)象；Hoffmann等[6]用納米級(jí)的Ti02對(duì)酸性品紅進(jìn)行光催化氧化降解,結(jié)果表明,在用量為0.25g/L時(shí),3h后降解率可達(dá)95%;孫潤(rùn)錄等[7]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通電降解會(huì)使酸
