论文总字数：19926字

摘 要

我国是世界上农业大国之一，而农林废弃物是农业生产过程的主要副产品之一，农林废弃物对水中染料的去除前景广阔。本文选取了小麦秸秆、花生壳和玉米秸秆三种农林废弃物为研究对象，并且用了0.5mol/L的NaOH溶液对其进行处理，研究三种农林废弃物及其碱处理后的产品对刚果红和亚甲基蓝的吸附。实验研究了刚果红和亚甲基蓝溶液初始浓度和作用时间的影响。结果表明几种吸附材料对刚果红的吸附用 Freundlich 描述较优；对亚甲基蓝的吸附用Langmuir 描述较优；吸附过程更符合准二级动力学机制；碱处理后的三种农林废弃物的吸附效果对刚果红的吸附效果好于未经碱处理的三种农林废弃物；碱处理后也使小麦秸秆，花生壳对亚甲基的吸附增大，但对玉米秸秆没有促进效果。 

关键词：农林废弃物 亚甲基蓝 刚果红 等温线 动力学

Removal of organic matter from water with agricultural and forestry waste

Abstract

China is one of the largest agricultural country in the world. Agricultural and forestry waste is one of the main by-product of the agricultural production process, and the removal of pollutants in water by agricultural and forestry waste water has broad prospects. In current research, wheat straw, peanut shells and corn stalks were treated with 0.5mol / L NaOH. Then the raw materials and the materials treated with 0.5mol / L NaOH were all used for removing Methylene Blue and Congo Red from contaminated water. The effects of initial concentration of Methylene Blue and Congo Red in solution and reaction time were investigated. Results showed that the adsorption of Congo Red by all the materials were well described by Freundlich equation, while the adsorption of Methylene Blue by all the materials were well described by Langmuir equation. The adsorption kinetics can be described using pseudo-second-order equation. Treating using 0.5mol / L NaOH can improve the adsorption of Congo Red by wheat straw, peanut shells and corn stalks and the adsorption of Methylene Blue by wheat straw and peanut shells.

Keywords: Methylene Blue; Congo Red; forestry waste; isotherm; kinetic

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1农林废弃物及其改性 1

1.1.1 秸秆的特性及作用 1

1.1.2 秸秆的改性处理 1

1.2水体有机污染 2

1.3染料的介绍及处理方法 2

1.3.1刚果红与亚甲基蓝的性质介绍 2

1.3.2目前染料的处理工艺 4

1.4研究农林废弃物在水处理应用中的意义 4

1.5本研究目的及意义 5

第二章 材料与方法 7

2.1吸附材料： 7

图2-1几种粉碎后的材料的外观及红外图谱 8

2.2主要的设备与试剂 8

2.2.1主要的设备与试剂 8

2.3标准曲线 9

2.3.1亚甲基蓝 9

2.3.2刚果红 10

2.4农林废弃物的碱改性 11

2.4.1实验步骤 11

2.5吸附等温线实验 12

2.5.1实验步骤 12

2.5.2 Langmuir和Freund1ich吸附模型 12

2.6吸附动力学 13

2.6.1实验步骤 13

2.6.2吸附动力学方程 13

第三章 结果与讨论 15

3.1刚果红吸附实验结果与分析 15

3.1.1吸附等温线 15

3.1.2吸附动力学 19

3.2亚甲基蓝结果与分析 23

3.2.1吸附等温线 23

3.2.2吸附动力学 27

第四章 总结与展望 31

4.1论文总结 31

4.2研究展望 31

参考文献 33

致 谢 35

第一章 绪论

1.1农林废弃物及其改性

1.1.1 秸秆的特性及作用

秸秆是由大量的有机物和少量的无机物及水所组成的，其表面含有大量的羧基羟基。秸秆及秸秆的改性产品对水体污染物具有吸附作用，在废水治理方面具有广阔的应用前景。

1.1.2 秸秆的改性处理

1.1.2.1有机溶液改性

甲醛是使用较多的有机活化剂。如有研究者取20 g花生壳置于250 ml圆底烧瓶中, 加入100 g甲醛/硫酸混合溶液[甲醛与硫酸质量比为1∶5,硫酸为0.1 mol/L, 甲醛(分析纯)为34%(质量分数)] ,置水浴中于50℃加热回流2 h, 抽滤去除溶剂, 滤渣用蒸馏水清洗至中性, 然后在333K下烘干,即得改性花壳^[1,2] 。

1.1.2.2物理改性方法

物理改性方法是以农林废弃物为原料，在一定的高温下进行热解处理，然后将温度上升至选定的温度，通入一定的活化气体（如二氧化碳、蒸汽）开始活化-洗涤-干燥，以制备出生物活性炭。通过物理改性制备的生物活性炭对比未改性的农林废弃物具有更好的吸附性。

1.1.2.3交联改性

冯宁川^[6]用250mL无水乙醇、125 mL 0.8 mol/LNaOH和125 mL 0.8 mol/L CaCl₂溶液，对橘子皮浸泡并搅拌16～20 h 后，得无水乙醇-NaOH-CaCl₂处理的改性橘子皮吸附剂，使得吸附性能增强。由此可见，交联剂氯化钙的加入可以阻止农林废弃物中果胶酸盐的溶出，并且能使钙离子通过桥状交联与果胶链上的羧基进行相互的作用，从而造成果胶链内或链间之间的交联^[7]，增强吸附性。

1.1.2.4化学改性方法

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