论文部分内容阅读
随着经济的蓬勃发展,随之而来的环境问题成为可持续发展的制约点,印染废水的处理在污水处理领域成为重中之重,而传统的印染废水的处理技术存在诸多问题。近年来,吸附法因其显著优势开始在染料废水处理领域崭露头角并成为水处理技术的研究重点,而吸附法处理废水的研究重点是新型吸附剂的开发利用。海藻酸钠（SA）是一种天然的高分子多糖,因为其分子结构链上含有很多的活性基团可以和染料分子发生相互作用而达到去除染料分子的目的,所以在印染废水的处理中SA有很好的应用前景。但SA成本较高且在实际应用中利用率较低,为了解决以上问题,本论文采用制备SA基复合材料的方式引入其它材料以提高SA的利用率。本文以SA作为基体材料,采用Ca2+为交联剂,分别将凹凸棒（APT）、丝瓜络（LS）、琼脂（AG）等与之混合,采用共混交联的方法,制备了三种SA基复合吸附材料:SA-APT复合小球、LS@SA和AG-SA-APT气凝胶。研究亚甲基蓝的pH、初始浓度、接触时间、吸附剂的加入量对三种吸附剂吸附容量的影响,并用准一级和准二级动力学模型,Langmuir和Freudlich吸附等温线模型对所得的实验数据进行拟合;同时对吸附剂进行表征并探究吸附剂吸附亚甲基蓝的吸附机制。所得的主要结果如下:（1）对于SA-APT复合小球,研究发现APT与SA基体间的结合较好,APT棒晶均匀分散于SA基体中。APT的引入可以增加SA基体的表面褶皱,增加其与染料分子的接触,在提高SA的利用率的同时降低复合吸附剂的成本。通过研究其对亚甲基蓝的吸附行为,发现吸附实验中亚甲基蓝溶液的最佳pH为6～10之间,最大的吸附量在pH为8时出现。吸附亚甲基蓝的数据符合Langmuir吸附等温线模型;动力学研究中,准二级动力学模型更适合,所以此种吸附剂对于亚甲基蓝的吸附属于单分子层化学吸附。（2）对于LS@SA复合吸附剂,采用浸泡-交联的方式将SA附着在LS的三维网络结构中,制备了不同SA负载率的一系列复合吸附剂,所得的复合吸附剂具有联通结构,吸附速度较快,在较大程度上提高了SA吸附剂的利用率。吸附实验的结果表明,控制其它条件不变的情况下,负载率最高的吸附剂对于亚甲基蓝的吸附效果最佳,最大吸附量199.66 mg/g。LS@SA吸附剂的pH适应范围很广,在4～10之间均表现较好的吸附。前50 min吸附速率变化迅速,之后吸附量缓慢增加,吸附平衡时间为100 min。LS@SA吸附剂对亚甲基蓝吸附的平衡数据符合Langmuir吸附等温线模型,表明亚甲基蓝在符合吸附剂上的吸附是均匀的单分子层吸附。准二级动力学模型可以很好的描述吸附的过程,说明吸附是以化学吸附为主要的速率控制步骤。（3）以SA、AG和APT为原料,采用共混法制备了水凝胶,将制备的水凝胶原位交联后冷冻干燥,以制备复合气凝胶。通过对亚甲基蓝吸附的研究发现酸性条件吸附不理想,最佳pH为8。气凝胶吸附亚甲基蓝具有较快的吸附速率。APT的引入在吸附低浓度亚甲基蓝废水具有较优的吸附效率。复合气凝胶吸附亚甲基蓝的数据的准二级相关系数R2均高于准一级,表明吸附的过程以化学吸附为主。气凝胶均具有较高的比表面积和粗糙的表面,是一种高效的染料吸附剂。