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印染行业是工业中的排污大户。印染废水是极难处理的工业废水之一,其色度大、有机物含量高、水质变化大、pH变化大,其存在不仅影响纺织印染行业的发展,也对环境造成了严重的威胁。我国具有丰富的藻类资源,海藻酸纤维以从海藻中提取的海藻酸钠为原料经过湿法纺丝工艺制备的。海藻酸纤维是一种理想的绿色生物质吸附剂,吸附过程简单,再生容易且可生物降解。
本文用自制海藻酸纤维为吸附剂,分别研究了其对水溶液中碱性品红和臧红T的吸附性能及再生。探讨了吸附剂用量、温度、吸附时间和pH值等因素对染料脱色率的影响,利用等温吸附模型(Langmuir模型、Freundlich模型、Temkin模型)、动力学模型(准一级动力学模型、准二级动力学模型、粒子扩散模型、Elovich方程和双常数方程)和热力学实验对相应实验结果进行分析,研究海藻酸纤维吸附染料的机理,最后对海藻酸纤维进行再生性能的研究,最终实现海藻酸纤维的循环利用。实验结果表明,海藻酸纤维对碱性品红和臧红T的吸附在很短的时间内就能达到吸附平衡,且随着时间的延长并没有出现明显的解吸附现象;吸附剂用量增加时,脱色率也随着增加;染料浓度增加,脱色率升高;在未调节pH时海藻酸纤维对染料的吸附效果最好;温度升高,脱色率大幅降低。海藻酸纤维对两种染料的吸附符合Freundlich模型,海藻酸纤维对臧红T的吸附还可以用Temkin模型描述,说明吸附并非一个单分子的吸附,吸附剂表面不均匀,吸附热随吸附量呈对数降低。海藻酸纤维吸附碱性品红的过程符合准二级动力学方程、粒子扩散方程、Elovich方程,吸附臧红T的过程还符合双常数方程。吸附过程的自由能变△G都小于零,说明吸附过程是自发进行的;焓变△H也小于零,吸附过程是放热的;熵变AS小于零,表明吸附后,染料在海藻酸纤维表面排列的无规则性降低。
再生性能实验表明,经过多次再生后,海藻酸纤维对染料仍可保持较高的吸附能力,脱色率仍然很高,可重复用于染料的吸附。