学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

模拟染料废水残留色度与混合酚吸附研究

作　者: 窦建芝
导　师: 申大忠
学　校: 山东师范大学
专　业: 分析化学
关键词: 多元线性回归方法染料脱色吸附酚石英晶体微天平
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 51次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

在废水处理方法研究中,测定处理过程中各组分浓度的动态变化,有助于更好的了解脱色过程,本文将化学计量学中的数据分析方法与压电传感器应用于模拟废水处理过程的监测中,获得了模拟染料废水的残留色度分布曲线及组分间相互作用的信息,并测定了混合染料与混合酚体系中有关热力学和动力学参数。1.吖啶橙的二聚平衡常数及芬顿氧化动力学参数测定因子分析表明,在芬顿氧化降解吖啶橙的脱色体系中,存在三个对于残留色度有贡献的有色组分,分别为吖啶橙单体,吖啶橙二聚物以及Fe(OH)3絮体颗粒光散射。利用多元线性回归的方法,求解得到了吖啶橙单体和二聚物的吸收光谱与聚合平衡常数(K=7641 L/mol),各有色组分在脱色过程中的浓度变化曲线,试验了不同实验参数:初始pH值,染料浓度,亚铁离子浓度和过氧化氢浓度对脱色速率的影响,对比了最大吸收波长法,平均吸收波长法以及染料浓度法三种不同方法计算出来的速率常数和脱色率。结果显示,吖啶橙的氧化符合准一级反应动力学模型。由于絮状物中的小颗粒散射存在,使得利用最大吸收波长法计算的速率常数以及脱色率数值小于用吖啶橙浓度解析得到的速率常数以及脱色率数值。在吖啶橙初始浓度为20μmol/L的模拟废水溶液中,利用染料浓度,最大吸收波长法、平均吸光度法、回归分析浓度法计算出脱色率分别为100%、85.2%和66.2%,速率常数分别为0.536、0.228、0.172 min-1,以平均吸光度法计算脱色率更为客观,使用染料浓度计算速率常数更为可靠。2.壳聚糖用于混合活性染料溶液的吸附脱色研究以壳聚糖作为吸附剂用于活性紫、活性艳红、活性黑溶液的脱色,在单染料溶液中,三种染料在壳聚糖上的吸附等温线符合Langmuir等温式,其中活性紫、活性艳红、活性黑的饱和吸附量分别为685、735、796 mg/g,吸附平衡常数分别为0.319、0.133、0.0476 L/mg,它们也能用Freundlich模型拟合,吸附过程遵从假一级吸附动力学模型,也能用假二级吸附动力学模型回归分析。在混合染料溶液中,各染料的吸附等温线可用扩展型Langmuir等温式拟合,其饱和吸附量与吸附平衡常数略高于单染料溶液中的数据,表明染料之间存在协同作用。而总的吸附等温线符合Langmuir等温式,脱色动力学可用假一级和假二级吸附动力学模型拟合。当吸附剂的投加量不足时,活性紫优先被吸附,吸附态的活性黑可被溶液中的活性紫和活性艳红置换而解吸。3.花生壳活性炭吸附苯酚及对硝基苯酚以花生壳为原料所制备的活性炭对酚有良好的吸附能力,实验测定了苯酚、对硝基苯酚在活性炭上的吸附特性。结果表明,两种酚在活性炭上的吸附等温线可用Freundlich或Langmuir等温式回归分析,苯酚、对硝基苯酚、混合酚在所制备活性炭上的饱和吸附量分别为148、176 mg/g,吸附平衡常数分别为0.0293、0.0613 L/mg。吸附动力学曲线可用假一级或假二级动力学模型拟合。在苯酚与对硝基苯酚的混合溶液中,当活性炭投加量不足时,两种酚之间存在竞争吸附机制,对硝基苯酚的吸附平衡常数大,因而优先吸附,混合酚的总吸附量与总平衡浓度、吸附时间的关系与单一酚溶液中吸附类似.饱和吸附量和平衡常数分别为167mg/g和0.0307 L/mg。4.压电传感器监测溴代甲基正已基咪唑在石英表面吸附石英晶体微天平是一种对表面质量高度敏感的传感器,在液隔电极式压电传感器的构造中,石英表面与溶液直接接触,能高灵敏地传感监测石英表面的吸附量变化。在pH>2.5的溶液中石英表面带负电荷,可以吸附离子液体溴代-1-甲基-3-正已辛基咪唑中的阳离子,吸附过程中的质量变化可通过压电传感器的谐振频率变化实时监测。结果表明,该吸附过程可逆,其吸附等温线符合Langmuir方程,吸附动力学过程符合一级动力学模型,在pH=8.5时吸附平衡常数最大。

全文目录

摘要  7-9
ABSTRACT  9-12
第一章绪论  12-26
  1.1 染料及染料废水  12-13
    1.1.1 染料的分类  12
    1.1.2 染料废水的污染及其现状  12-13
  1.2 染料废水的脱色方法  13-24
    1.2.1 吸附法脱色  14-18
    1.2.2 萃取分离法  18
    1.2.3 氧化法  18-22
    1.2.4 生物处理法  22-23
    1.2.5 絮凝脱色法  23
    1.2.6 膜处理技术  23-24
  1.3 本论文的选题意义及内容  24-26
第二章吖啶橙的二聚平衡常数及芬顿氧化动力学参数测定  26-39
  2.1 引言  26-27
  2.2 实验部分  27-29
    2.2.1 材料与试剂  27
    2.2.2 脱色率及动力学参数测量  27-28
    2.2.3 多元线性回归分析法  28-29
  2.3 结果和讨论  29-38
    2.3.1 pH 值对溶液脱色率的影响  29
    2.3.2 光谱改变对于脱色率的影响  29-31
    2.3.3 反应混合体系中有色组分浓度的确定  31-33
    2.3.4 吖啶橙单体和二聚体的摩尔吸光系数  33-34
    2.3.5 反应混合体系中的残留色度分布  34-35
    2.3.6 芬顿过程氧化吖啶橙的动力学  35-36
    2.3.7 H_20_2 浓度对于染料降解的影响  36
    2.3.8 亚铁浓度对于染料降解的影响  36
    2.3.9 染料初始浓度对于染料降解的影响  36-38
  2.4 结论  38-39
第三章壳聚糖用于混合活性染料溶液的吸附脱色研究  39-56
  3.1 引言  39
  3.2 实验部分  39-41
  3.3 结果与讨论  41-55
    3.3.1 pH 值对壳聚糖脱色效率的影响  41-42
    3.3.2 单一染料在壳聚糖上的吸附等温线  42-44
    3.3.3 单组分染料溶液的脱色率与投加量  44-45
    3.3.4 染料在壳聚糖上的吸附动力学  45-47
    3.3.5 二元混合染料溶液的吸附脱色过程分析  47-52
    3.3.6 三元混合染料溶液的吸附脱色过程分析  52-55
  3.4 结论  55-56
第四章花生壳活性炭吸附苯酚及对硝基苯酚  56-65
  4.1 引言  56
  4.2 实验部分  56-57
  4.3 结果与讨论  57-64
    4.3.1 酚在花生壳活性炭上的吸附等温线  57-59
    4.3.2 活性炭投加量对酚去除率的影响  59-60
    4.3.3 酚在活性炭上的吸附动力学  60-64
    4.3.4 吸附酚的活性炭的微波再生  64
  4.4 结论  64-65
第五章压电传感器监测溴代甲基正已基咪唑在石英表面吸附  65-72
  5.1 引言  65-66
  5.2 实验部分  66-67
    5.2.1 溴代-1-甲基-3-正已基咪唑([C_6 MIM][Br])的合成  66-67
    5.2.2 压电传感器监测离子液体的吸附  67
  5.3 结果与讨论  67-71
    5.3.1 [C_6MIM]~+在石英表面的吸附  67-68
    5.3.2 [C_6MIM]~+在石英表面的吸附动力学分析  68-69
    5.3.3 石英晶体表面粗糙度对吸附量的影响及其校正  69-70
    5.3.4 [C_6MIM]~+在石英表面的吸附等温线  70-71
    5.3.5 pH 对吸附的影响  71
  5.4 结论  71-72
参考文献  72-85
攻读硕士学位期间发表论文题录  85-86
致谢  86

模拟染料废水残留色度与混合酚吸附研究

内容摘要

全文目录

相似论文