阳离子纤维对阴离子染料吸附行为研究

论文摘要

纤维素资源丰富,是一类聚合度高、分子取向好、化学稳定性强的天然高分子材料,且具有许多合成高分子无法比拟的优良的生物相容性和生物降解性能、无毒无害。利用纤维素的特性,可将纤维素制成吸附性能良好的吸附剂,应用于含染料废水的治理中。本文主要用阳离子纤维吸附含染料水溶液,从吸附材料浸入含染料水溶液中的吸附和解吸研究及阳离子纤维吸附柱对水溶液中染料吸附与解吸的研究,系统研究了阳离子纤维对阴离子染料的吸附情况。在吸附材料浸入含染料水溶液中的吸附和解吸研究中,考察了染料初始浓度,电解质对吸附的影响及单位阳离子纤维上吸附染料量,解吸液NaOH溶液浓度对解吸率的影响,并完成了吸附过程的动力学研究。结果表明染料溶液初始浓度越大,吸附速率常数越大,电解质的存在会减少吸附量;阳离子纤维吸附量、碱液浓度的增加,可使解吸率增加,吸附过程符合伪二级动力学模型。在阳离子纤维吸附柱对水溶液中染料吸附与解吸的研究中,考察了染料水溶液在吸附柱中的流速,染料水溶液pH值及是否含有电解质、吸附柱的尺寸、染料初始浓度、解吸液NaOH溶液浓度、停留时间对阳离子纤维吸附柱吸附-解吸循环使用能力的影响。结果表明流速越慢、pH值越低、染料初始浓度越大,吸附柱的吸附量越大,染料水溶液pH值为3时,吸附柱吸附能力最佳;染料吸附量与吸附柱内阳离子纤维的质量和取代度有关;电解质在染料水溶液中的存在对吸附柱染料吸附量影响很小;解吸液NaOH溶液浓度对饱和吸附后的解吸率有明显影响,最佳解吸液浓度为40g/L。解吸液在吸附柱中停留时间过长不会提高饱和吸附后的解吸率,解吸可在5min完成。此外,本文还尝试探讨了含低浓度染料水溶液解吸吸附的染料。结果表明,含低浓度染料水溶液解吸吸附的染料是可行的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 含染料废水的治理现状
• 1.1.1 含染料废水的来源
• 1.1.2 含染料废水的特征
• 1.1.3 含染料废水的处理方法
• 1.1.4 含染料废水治理中存在的问题
• 1.2 阳离子纤维素吸附的研究
• 1.2.1 纤维素的结构
• 1.2.2 纤维素吸附剂的化学改性
• 1.3 吸附剂处理含染料废水
• 1.3.1 吸附树脂
• 1.3.2 吸附作用过程
• 1.3.3 吸附作用机理
• 1.3.4 影响吸附作用的因素
• 1.3.5 脱附条件
• 1.3.6 吸附动力学
• 1.4 本论文的指导思想
• 2 实验部分
• 2.1 仪器及药品
• 2.2 阳离子纤维取代度的测定—凯氏定氮法
• 2.3 阳离子纤维解吸染料浓度的测定—紫外分光光度法
• 2.3.1 标准曲线的绘制
• 2.4 染料活性艳蓝 X-BR 的水解
• 2.5 吸附材料浸入含染料水溶液中的吸附和解吸研究
• 2.5.1 阳离子纤维浸入含染料水溶液中的吸附实验
• 2.5.2 阳离子纤维浸入含染料水溶液中的解吸实验
• 2.6 含染料水溶液流经吸附柱的吸附和解吸
• 2.6.1 阳离子纤维吸附染料
• 2.6.2 解吸吸附在阳离子纤维上的染料
• 3 结果与讨论
• 3.1 吸附材料浸入含染料水溶液中的吸附和解吸研究
• 3.1.1 染料水溶液初始浓度对吸附量的影响
• 3.1.2 染料水溶液中含有电解质对阳离子纤维吸附性能的影响
• 3.1.3 吸附材料浸入染料水溶液中的吸附动力学考察
• 3.1.4 单位阳离子纤维吸附染料量对解吸率的影响
• 3.1.5 解吸液 NaOH 溶液浓度对解吸率的影响
• 3.2 阳离子纤维吸附柱对水溶液中染料吸附与解吸的研究
• 3.2.1 染料水溶液流速对阳离子纤维吸附柱吸附-解吸能力的影响
• 3.2.2 NaOH 溶液浓度对阳离子纤维吸附柱吸附-解吸能力的影响
• 3.2.3 染料溶液 pH 值对阳离子纤维吸附柱吸附能力的影响
• 3.2.4 染料溶液含电解质对阳离子纤维吸附柱吸附能力的影响
• 3.2.5 阳离子纤维吸附柱长径尺寸对吸附能力的影响
• 3.2.6 染料水溶液浓度对阳离子纤维吸附柱吸附能力的影响
• 3.2.7 NaOH 溶液停留时间对阳离子纤维吸附柱吸附解吸能力的影响
• 3.2.8 含低浓度染料的解吸碱液解吸吸附的染料
• 3.2.9 对活性嫩黄6G 染料的吸附解吸研究
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢