基本信息
- 項目名稱：
- 臨澤凹凸棒黏土對亞甲基藍染料吸附性能研究
- 小類：
- 能源化工
- 簡介：
- 本實驗針對目前對印染廢水的處理大多不夠徹底且存在二次污染的情況，采用凹凸棒黏土為吸附劑，對亞甲基藍模擬廢水吸附性能及動力學(xué)特征進行研究，并在不同試驗參數(shù)條件下進行對亞甲基藍染料的吸附實驗，研究在不同的吸附劑用量、溫度、濃度、離子強度和酸度條件下，凹凸棒黏土對亞甲基藍染料吸附效果的影響。
- 詳細介紹：
- 研究了臨澤產(chǎn)凹凸棒黏土對模擬陽離子型染料亞甲藍廢水的吸附性能及動力學(xué)特征，研究了不同實驗參數(shù)（吸附劑的用量、時間、溫度、濃度、離子強度及酸度）對亞甲基藍染料吸附效果的影響。凹凸棒黏土對亞甲基藍染料吸附是一個放熱的物理吸附，在30℃時的最大吸附量為114.02 mg/g。吸附符合Langmuir單分子等溫模式。所有實驗參數(shù)下吸附過程均符合準二級動力學(xué)特征，相關(guān)系數(shù)大于0.999。實驗表明，30℃，酸度在pH 7-10之間，即使在較高離子強度下，凹凸棒黏土仍是良好的亞甲基藍吸附劑。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：本文針對當前水體污染嚴重，治理難的情況，以本地臨澤分布廣泛，成本較低且性能良好的凹凸棒為吸附材料，提高吸附選擇性和吸附效果，以期能夠?qū)θ玖蠌U水的治理提供更可靠的數(shù)據(jù)。 基本思路：結(jié)合本地實際，就地取材，用廉價的凹凸作為吸附劑；開展染料吸附的動力學(xué)和熱力學(xué)研究，并在不同溫度、濃度、離子強度和酸度條件下進行對染料的吸附實驗。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 實驗對在不同實驗參數(shù)（吸附劑的用量、時間、溫度、濃度、離子強度及酸度）下凹土對亞甲基藍染料吸附效果的影響進行研究，表明該吸附能很好地符合Langmuir等溫模式，擬合數(shù)據(jù)與實驗結(jié)果基本吻合，符合準二級動力學(xué)特征，相關(guān)系數(shù)均大于0.999，該生態(tài)材料對陽離子染料亞甲藍具有較大的吸附量。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 由吸附等溫線可知，凹凸棒黏土對亞甲基藍染料吸附是一個放熱的物理吸附，實驗表明，一定溫度，酸度pH 7-10，離子強度為0. 1mol/L時凹凸棒黏土是良好的亞甲基藍染料吸附劑。目前對印染廢水的處理大多不夠徹底且存在二次污染，而以價格低廉、操作簡便的凹凸棒黏土為材料的吸附法可以很好地解決上述問題，并且效果較好，因此在污水處理中有實際意義。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 研究了臨澤產(chǎn)凹凸棒黏土對模擬陽離子型染料亞甲藍廢水的吸附性能及動力學(xué)特征，研究了不同實驗參數(shù)（吸附劑的用量、時間、溫度、濃度、離子強度及酸度）對亞甲基藍染料吸附效果的影響。凹凸棒黏土對亞甲基藍染料吸附是一個放熱的物理吸附，在30℃時的最大吸附量為114.02 mg/g。吸附符合Langmuir單分子等溫模式。所有實驗參數(shù)下吸附過程均符合準二級動力學(xué)特征，相關(guān)系數(shù)大于0.999。實驗表明，30℃，酸度在pH 7-10之間，即使在較高離子強度下，凹凸棒黏土是良好的亞甲基藍吸附劑。
獲獎情況
- 該作品獲河西學(xué)院第六屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽“一等獎”。
鑒定結(jié)果
- 該作品榮獲校級一等獎，是一篇優(yōu)秀作品。
參考文獻
- [1] 薛銳, 趙美玲. 印染廢水脫色的研究進展 [J]. 環(huán)境科學(xué)與管理，2005, 30: 30-33. [2] Paulino A T, Guilherme M R, Reis A V, Campese G M, Muniz E C, Nozaki J, Removal of methylene blue dye from an aqueous media using superabsorbent hydrogel supported on modified polysaccharide [J]. J Colloid interface science, 2006, 301: 55-62. [3] Dabrowski A, Adsorption-from theory to practice [J]. Advances in Colloid and Interface Science, 2001, 93: 135–224. [4] Weng C H, Pan Y F, Adsorption characteristics of methylene blue from aqueous solution by sludge ash [J]. Colloids Surfaces A, 2006, 274: 154-162. [5] Crini G. Non-conventional low-cost adsorbents for dye removal: a review [J]. Bioresource Technology, 2006, 60: 67-75. [6] Al-Futaisi A, Jamrah A, Al-Rawas A, Al-Hanai S. Adsorption capacity and mineralogical and physico-chemical characteristics of Shuwaymiyah palygorskite (Oman) [J]. Environmental Geology, 2007, 51: 1317-1327.
同類課題研究水平概述
- 許多工業(yè)領(lǐng)域如紡織、造紙、印染、皮革和冶金等行業(yè)每年都產(chǎn)生大量有色廢水，這類污染物以高化學(xué)和生物需氧量(COD、BOD)、難以降解和毒性而引起重視。目前，對染料廢水的處理主要有化學(xué)沉淀法，生物處理法和吸附法。但有色污水中染料毒性強、難降解，有些染料降解后也會產(chǎn)生致癌和有毒物質(zhì)，因此不能單純依靠生化或物化等方法，吸附法對各種染料污水的處理就是一種有力的補充手段?；钚蕴渴且活悜?yīng)用較早較有效的吸附劑，但它成本高，再生困難。近年來，利用廉價材料作為染料吸附劑在有色污水的處理中得到較多的研究，然而，吸附選擇性差、吸附量低的缺陷限制了這些材料的應(yīng)用。生態(tài)環(huán)境材料（ecomaterials）賦予傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料、功能材料以優(yōu)異環(huán)境協(xié)調(diào)性，是21世紀材料科學(xué)的發(fā)展方向。為開發(fā)出環(huán)境負荷最小、再循環(huán)利用率最高的生態(tài)材料，目前主要研究對象有① 生物降解高分子材料如純天然材料，本身是一種再生資源，且來源廣泛，價格低，可以進行生物降解，是生態(tài)材料中的一個重要的研究領(lǐng)域；② 循環(huán)再生材料，如利用廢棄物生產(chǎn)建材陶瓷制品，生活垃圾發(fā)電等；③能分離、分解或吸收廢氣或廢液的凈化材料，如空氣過濾器、吸附凈化材料；④綠色能源材料和仿生材料。 近年來，有些科學(xué)家注意到，利用一些生態(tài)環(huán)境材料的吸附交換性能來處理廢水，成本低、環(huán)境友好、效果佳。如凹凸棒石、蒙脫石、海泡石、木質(zhì)素和殼聚糖等具有優(yōu)良的離子交換和吸附性能，可用作生活污水和富營養(yǎng)水體的過濾、工業(yè)廢水、廢液的離子交換劑和吸附劑等。 凹凸棒石（Attapulgite）粘土是水合鎂鋁硅酸鹽礦物, 凹凸棒石粘土具有鏈層狀結(jié)構(gòu)，在晶體結(jié)構(gòu)中存在一系列晶體孔道、比表面積大，有很強的物理吸附能力。由于晶體中類質(zhì)同象置換，存在晶體缺陷和空位，使凹凸棒石帶有層面負電荷，并依靠層間吸附的陽離子以使電荷平衡，對重金屬離子和其它物質(zhì)的吸附主要是通過上述吸附機理達到預(yù)期效果的。本文主要研究天然凹土對亞甲基藍染料的吸附行為，利用廉價的原料且獲得了理想的吸附效果。
