Fe(Ⅲ)/壳聚糖/粉煤灰复合材料的制备及其对染料的吸附

来源 :内蒙古师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:moodlysea
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本研究以从内蒙古大唐国际托克托发电有限责任公司采集的固体废弃物粉煤灰(fly ash, FA)为原料,通过简便的焙烧法和溶液反应法制得Fe(Ⅲ)/壳聚糖/粉煤灰复合吸附剂(Fe(Ⅲ)/CTS/AFA),并对其原料配比、焙烧温度、焙烧时间、搅拌时间、溶液pH值和烘干温度等各项制备条件进行了优化,同时通过SEM、XRD、EDS、FT-IR、比表面积及孔径和粒径分布等对FA和Fe(Ⅲ)/CTS/AFA样品进行了表征和分析。进而将优化制备条件下制备的Fe(Ⅲ)/CTS/AFA复合吸附剂用于活性翠蓝KN-G和直接湖蓝5B两种染料的吸附,详细考察了各种重要因素对吸附的影响,研究了吸附动力学和吸附热力学,探讨了饱和吸附剂的再生性能,具体研究结果如下:(1)以FA为原料,通过焙烧法制得活化粉煤灰(AFA),然后进一步通过溶液反应法与CTS复合制得壳聚糖/粉煤灰复合吸附剂(CTS/AFA),同时引入Fe(Ⅲ)制得Fe(Ⅲ)/CTS/AFA复合吸附剂,获得的制备条件为:首先将FA于500℃下焙烧1h制得AFA;然后将CTS与AFA按照一定比例(m(CTS):m(AFA)=1:10)复合,常温下搅拌1h后调节溶液pH值到9.0,110℃下烘干,研磨过250目筛制得CTS/AFA复合吸附剂;最后将CTS/AFA与质量浓度为15g/L的FeCl3溶液按照一定比例混合(m(Fe(Ⅲ):m(CTS):m(AFA)=0.34:1:10)常温下搅拌1h后于110℃下烘干,研磨过250目筛制得Fe(Ⅲ)/CTS/AFA复合吸附剂。(2)通过SEM、XRD、EDS、FT-IR、比表面积及孔径和粒径分布等对FA、CTS/AFA及Fe(III)/CTS/AFA进行表征分析,结果表明:Fe(Ⅲ)和CTS已成功负载在FA上,Fe(Ⅲ)/CTS/AFA吸附剂的粒径明显小于FA和CTS/AFA,其比表面积是FA的1.76倍,是CTS/AFA的1.54倍。(3)通过详细探讨,获得了优化制备条件下制得的Fe(Ⅲ)/CTS/AFA复合吸附剂分别对活性翠蓝KN-G和直接湖蓝5B的最佳吸附条件:吸附剂的投加量为0.1g,染料溶液pH值为2.0,振荡频率为175r/min,吸附平衡时间为1h,其中对于活性翠蓝KN-G的吸附,在298K时可获得最佳的吸附效果,相应的平衡吸附量可达905.63mg/g;而对于直接湖蓝5B的吸附则是在328K时的吸附效果最好,相应平衡吸附量为663.10mg/g。Fe(Ⅲ)/CTS/AFA复合吸附剂对活性翠蓝KN-G和直接湖蓝5B在不同温度(298K、313K和328K)下的吸附过程均符合拟二级吸附速率方程,60min之前的吸附过程均主要受颗粒内扩散控制。由Arrhenius方程获得的吸附剂对活性翠蓝KN-G和直接湖蓝5B染料的吸附活化能Ea分别为10.85和56.07 kJ/mol。(4)等温吸附研究说明:Fe(Ⅲ)/CTS/AFA复合吸附剂在不同温度下对活性翠蓝KN-G和直接湖蓝5B的等温吸附实验数据对Langmuir方程的拟合效果(R2>0.998)均优于对Freundlich吸附方程的拟合效果(R2>0.784),说明吸附剂对两种染料的等温吸附行为均能用Langmuir方程精确描述,但对活性翠蓝KN-G的Langmuir吸附系数b值随温度的升高而降低,说明该吸附具有放热性质,温度升高不利于反应进行;而对直接湖蓝5B的Langmuir吸附系数b值随温度升高而增大,说明吸附具有吸热性质,升温有利于吸附进行。由Langmuir模型定义的平衡参数分离因子RL的数值分别介于0.002~0.021(活性翠蓝KN-G)和0.007~0.01(直接湖蓝5B染料)之间,说明吸附容易进行。吸附热力学表明:Fe(Ⅲ)/CTS/AFA复合吸附剂在不同温度(298K、313K和328K)下对直接湖蓝5B的吸附自由能变ΔG分别在-26.95~-28.12kJ/mol之间,吸附焓变ΔH为3.077 kJ/mol,吸附熵变ΔS为97.97 J/mol/K,说明吸附剂对直接湖蓝5B的吸附是一个自发吸热过程,且吸附受物理吸附、化学吸附和氢键力共同控制,而对活性翠兰KN-G的吸附主要以物理吸附为主。(5)再生实验结果表明:用0.01mol/L的NaOH溶液作再生剂,于室温下(298K)振荡4h,能对吸附活性翠蓝KN-G饱和后的Fe(Ⅲ)/CTS/AFA进行很好地再生,第一次再生率可达98.33%,至少可再生三次以上。通过简便方法制得了一种低值、高效、吸附容量很大的Fe(Ⅲ)/CTS/AFA复合吸附剂,可完全用于高浓度活性翠蓝KN-G和直接湖蓝5B染料废水的净化处理。
其他文献
伴随着工业经济的快速发展,城市化的进程不断加快,水资源日益短缺,水污染日趋严重,水危机等水安全问题成为亟待解决的问题。如何有效的预防水安全问题,建立准确、有效的水安
桡骨头骨折是常见的肘部损伤,在国内,孤立性的桡骨头骨折约占全身骨折的1%-2%,占全部肘部创伤的11%。由于桡骨头有特殊的解剖形态、血流供应和生物力学作用,其治疗存在较多的争议。
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
半纤维素是一种自然界中除纤维素之外,含量最丰富、来源最广泛的可再生植物质资源。我国作为一个农业大国,每年产生的农业废弃物资源量是巨大的,但是这庞大的资源,只有其中的
为了实现森林环境的实时监控,设计由数据采集节点、环境监测终端和环境数据服务器三部分组成的森林环境监测系统。数据采集节点外围拓展温湿度、烟雾浓度、光照强度、火焰等
水资源是人们日常生活中必不可少的能源之一,是组成人体的最主要的元素之一,如果人们长时间不喝水,那么几天后就会死亡,因此,食物和水资源是人们生存的必要因素,即使人们失去了能够
电镜下,在黑胸大蠊后肠中可见到圆球形、弯曲杆状以及长形三大类病原体。圆球形细菌又因去氧核糖核酸数量不同分为3种。有的细菌可见到分裂相,有的则侵入粘膜下层。该蠊种后肠特
随着大学生就业形势的日益严峻,自主创业成为大学生毕业后一种新的择业方式。其中,医学生的就业形势更加艰难,为了深层、全面的了解医学生的创业素质现状,更好地开展适合医学
回 回 产卜爹仇贱回——回 日E回。”。回祖 一回“。回干 肉果幻中 N_。NH lP7-ewwe--一”$ MN。W;- __._——————》 砧叫]们羽 制作:陈恬’#陈川个美食 Back to yield
南宋著名爱国词人辛弃疾对前人之接受渗透着他对人生意义和自我价值的反思与认识。李白以绝对的人格魅力感染了一代英雄词人,辛弃疾的词作当中已全然展现了他对这位勇于打破