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摘 要

本论文以凹凸棒土为原材料，利用海藻酸钠包埋法制备复合颗粒吸附剂，以粉末凹凸棒土为对照，研究了复合吸附剂对碱性染料亚甲基蓝的吸附行为，结果如下：最佳制备工艺条件为：原料：凹凸棒土50g；改性剂：十六烷基三甲基溴化铵5g，盐酸30ml；改性温度：313K；搅拌时间：120min；固液比：1:6。吸附动力学研究表明改性凹凸棒土颗粒对碱性染料亚甲基蓝的吸附符合准二级动力学模型，而且膜扩散和颗粒内扩散都为控速步骤；吸附等温方程研究表明了在实验的温度和浓度范围内吸附符合Langmuir吸附等温方程，并且为优惠吸附；吸附热力学研究表明了吸附是自发的吸热物理吸附过程。

关键词：改性凹凸棒土 复合吸附剂 亚甲基蓝 吸附动力学 吸附等温线

Adsorption behavior of basic dyes onto the composite adsorbent of the attapulgite and sodium alginate

Abstract

In this paper, with attapulgite as raw materials, sodium alginate embedding method is used to prepare composite granules adsorbents, comparing with attapulgite powder, the behavior of composite adsorbent to methylene blue was studied .The results are as follows: the optimum preparation conditions are：ingredients: attapulgite50g；modifier：cetyl trimethyl ammonium bromide5g, hydrochloric acid 30ml; modified temperature:313 K; mixing time:120min; solid-liquid ratio(SSR):1:6. Adsorption kinetics study shows that the adsorption of composite adsorbents to basic dye methylene blue can better meet the pseudo-second-order kinetics equation , and diffusions are all the rate determining steps. Adsorption isotherm shows that within the temperature and concentration of the experiment, the adsorption behavior of the composite adsorbents to methylene blue fitted Langmuir isotherm model perfectly, and it was a favorable adsorption. The studies of adsorption thermodynamics showed that the adsorptions are all physical adsorption process.

Key Words: Modified attapulgite, Composite adsorbents, methylene blue ；Adsorption kinetics, Adsorption isotherm

目录

摘 要 I

Abstract II

第一章 前言 1

1.1印染废水来源以及危害 1

1.1.1来源 1

1.1.2危害 1

1.2常见的处理方法 1

1.2.1吸附法 2

1.2.2氧化还原脱色法 2

1.2.3天然高分子及其改性絮凝脱色法 3

1.3凹凸棒土/海藻酸钠复合吸附剂 3

1.3.1凹凸棒石粘土 3

1.3.2海藻酸钠的组成及性质 4

1.4凹凸棒土的改性方法 4

1.4.1酸化改性 5

1.4.2热活化 5

1.4.3有机改性 6

1.5颗粒吸附剂制备方法 6

1.5.1各种载体的包埋法性能比较 6

1.5.2海藻酸钠包埋法 7

1.6理论依据 7

1.6.1吸等温线与附热力学 7

1.6.2吸附动力学 9

1.7研究内容与研究意义 11

第二章 实验 12

2.1 实验仪器 12

2.2实验材料 12

2.3分析方法 13

2.4操作方法 13

2.4.1凹凸棒土的改性 13

2.4.2颗粒吸附吸附剂的制备 14

2.4.3颗粒、粉末、凝胶球吸附性能对比实验 14

2.4.4复合凹凸棒土颗粒吸附剂对亚甲基蓝的吸附动力学实验 14

2.4.5复合凹凸棒土颗粒吸附剂对亚甲基蓝的吸附等温线实验 15

2.4.6不同pH值对复合凹凸棒土颗粒吸附剂对亚甲基蓝的吸附效果的实验 15

2.4.7复合凹凸棒土颗粒吸附剂的机械稳定性 15

第三章 实验结果与讨论 17

3.1有机凹土包埋前后吸附性能对比 17

3.2吸附动力学研究 17

3.2.1初始浓度对复合凹凸棒土颗粒吸附剂吸附亚甲基蓝速率的影响 17

3. 2.2温度对复合凹凸棒土颗粒吸附剂吸附亚甲基蓝速率的影响 19

3.1.3动力学扩散方程拟合 19

3.3吸附等温线研究 20

3.4pH值对吸附的影响 21

3.5机械稳定性研究 22

第四章 结论 23

4.1主要结论 23

4.2存在的问题 23

4.3感想 24

4.4展望 24

参考文献 25

致谢 27

第一章 前言

随着经济的快速发展，印染业及其制品已经应用于国民经济的多个领域和人们的日常生活中，随着需求的不断增加，印染产业排放的废水对水体的污染也在加剧。常规的方法难以对印染废水进行处理，并且给环境带来了严重污染，因此，印染废水已成为我国水域的重点污染源之一。

1.1印染废水来源以及危害

1.1.1来源

印染废水是指在加工麻、棉和化学纤维为主的印染工序中所排放出的混合类废水。印染工艺主要分染色、印花和染整等过程，印染废水主要来源于染整工段，污染物以印染和化学试剂为主，属于高色度复杂类有机废水。

1.1.2危害

印染废水具有色度深、组分复杂、生物毒性大、染料抗光解、生物降解、抗氧化性强等特点。由于印染废水结构上的有色基团的存在，造成水体可见度很差，水体可溶性溶解氧少和透光性能差，严重影响水体生物的生长和繁衍。与此同时，印染废水中高浓度的人工合成有机物，对人体具有致癌致突变等危害^[1]。

1.2常见的处理方法

印染废水中的染料、无机盐、助剂等成分，其中主要以水溶性碱性染料的污染最为严重，要处理印染废水首先要解决脱色问题。水溶性碱性染料是能在水溶液中解离生成阳离子色素的一些染料，如亚甲基蓝、碱性品红、结晶紫、醋酸洋红、中性红、碱性复红、孔雀绿和蕃红等，含有高浓度染料的印染废水若直接排放，它含有的色度高不利于水生植物的光合作用，因此会减少水生动物的食物来源，对水生动物的生存不利，同时会使水中的氮，磷含量升高，使水体富营养化。

印染的过程中，有些染料、媒染剂、固色剂、氧化剂等含有有害的重金属离子，这些重金属离子能在自然界中长期存在，能够通过自然循环以及食物链危及动植物和人体的健康。

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