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浅谈硫酸改性粉煤灰对孔雀石绿模拟印染废水的吸附研究

发布日期:2018-11-27 浏览次数[] 文章来源:网络整理

  为了提高粉煤灰的吸附能力,本文对粉煤灰进行硫酸改性制得改性粉煤灰,并用其对孔雀石绿(malachite green 简称MG)模拟印染废水进行吸附研究,结果表明在15 ℃条件下,加入1.1 g 的粉煤灰,调节pH 值为7.20,搅拌50 min,吸附最佳且脱色率也明显提高.

  3 结论

  仪器:723 型可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司);ZD-BZ 震荡实验装置(南京桑力电子设备厂);烘箱(巩义市英峪予华仪器厂);SYC-15B 超级恒温水浴(南京桑力电子设备厂);PHS-2ST 数显酸度计(上海天达仪器有限公司);801 型电动离心机(江苏医疗仪器厂).试剂:孔雀石绿(分析纯,天津天泰化学品有限公司);浓H2SO4(分析纯,太原化肥厂化学试剂厂);粉煤灰(山西晋中市万晟工程建设有限公司电厂,组成:SiO2 36.83 %,Al2O3 28.42 %,CaO 9.72 %,Fe2O3 8.30 %,MgO 1.80 %,TiO2 1.04 %,代写职称论文,NaO 0.62 %,K2O 0.59 %).

  分别配置2 mol/L、3 mol/L、4 mol/L、5 mol/L、6 mol/L、7 mol/L 的硫酸溶液100 mL,把六份10 g 粉煤灰分别加入到50 mL 的上述硫酸溶液中,浸泡24 h,然后用蒸馏水洗至中性,放入烘箱烘干.然后分别称取上述改性过的粉煤灰0.8 g 加到10 moL/L,50 mL 的孔雀石绿模拟印染废水,在室温条件下搅拌40 min,随着硫酸浓度的升高,孔雀石绿的脱色率先升高后降低,再升高.由于硫酸浓度过高,对环境造成污染,综合考虑,选择3 mol/L 的硫酸溶液改性粉煤灰(当硫酸浓度为3 mol/L 时,脱色率达最大值).

  1.4 标准曲线

  向10 mg/L,50 mL 的孔雀石绿模拟废水中加入0.8 g 的改性粉煤灰,在室温下搅拌不同的时间.由图3可见,随着搅拌时间的增加,孔雀石绿的脱色率先降低后升高,最后呈下降趋势,50 min 时,达最大值,所以改性粉煤灰对孔雀石绿的最佳吸附时间为50 min.

  (1)原粉煤灰的处理:取用水洗过的粉煤灰置于蒸发皿中,然后放入烘箱烘干备用.

  1.2 溶液的配置

  2.5 温度与脱色率的关系

  1.1 主要仪器与试剂

  2.2 吸附时间与脱色率的关系

  纺织工业被认为是最具污染的工业之一.由于在印染过程中要使用大量的水,其排出的污水中含有染料、有毒金属离子、悬浮颗粒、微生物病原体和寄生虫、生物可降解物、易挥发和难挥发的有机化合物等物质.这些污水若不经处理直接排放会严重威胁江河、湖泊中生物体的生存.载有上述有害物的废水也会污染地下水资源从而对环境造成危害.主要原因是染料使光渗透性减少从而对光合作用引起负面效应.光的渗透性减少,光合作用产生的氧的数量就会减少,从而导致一些生物灭绝和水的再利用受到限制.另外来自染料的重金属离子可通过食物链进入人体中,若积累超过允许范围就会导致某些疾病,所以去除废水中的染料和重金属离子就显得非常重要.

  2 结果与讨论

  2.4 pH 值与脱色率的关系

  粉煤灰中二氧化硅和硅酸铝含量大,可以作为廉价吸附剂用于工业废水的治理.用硫酸改性后改变了其内部结构从而增强了吸附能力. 用硫酸改性粉煤灰硫酸的浓度有一个适当值,综合考虑选择浓度为3mol/L;硫酸改性粉煤灰对孔雀石绿的最佳吸附参数为:温度为15 ℃,投入量为1.1 g,pH 值为7.20,吸附时间为50 min.硫酸改性粉煤灰对孔雀石绿的吸附效果优于原灰,且吸附要求也明显降低.

  以蒸馏水为参比,用723 型分光光度计对10 mg/L 的孔雀石绿溶液从波长450~650 nm 测定其吸光度,测得最大吸收波长为617 nm.在该波长下,测得2 mg/L、6 mg/L、8 mg/L、10 mg/L、12 mg/L 孔雀石绿溶液的吸光度分别为0.298、0.970、1.388、1.777、2.121.线性方程为:y = 0.1847x - 0.0926.

  2.1 硫酸浓度的选择

  向10 mg/L,50 mL 的孔雀石绿模拟废水中加入1.1 g 的改性粉煤灰,pH 值调为7.20,控制不同的温度,搅拌50 min.随着溶液温度的升高,脱色率先下降,后升高,再下降.总观脱色率的变化,在15 ℃脱色率最大,因此选15 ℃为最佳吸附温度.

  1 实验部分

  向10 mg/L,50 mL 的孔雀石绿模拟废水中加入1.1 g 的改性粉煤灰,调节不同的pH 值,室温下搅拌50min.随着pH 值的增加,孔雀石绿的脱色率先降低后升高,最后呈下降的趋势.当pH 为7.20时,脱色率达最大值,即7.20 为最佳pH 值.

  1.3 粉煤灰的处理

  去除废水中的染料和重金属离子常见的方法有:吸附、凝结、絮凝、沉积、反渗透、生物过程、电离、微放射、光催化等.但若处理大量水时用上述方法,大多数费用较高.而吸附方法由于其费用低、易操作、高效、设备简单,因而被大为推广,更重要的是吸附剂可以选择大量天然的、合成的或废物等材料,如粉煤灰.粉煤灰是众所周知的废料,作为原材料被使用在许多工业中,如水泥工业.但是大量的粉煤灰对环境也造成一定危害.由于粉煤灰中含有SiO2 和硅酸铝等比表面积较大的物质,因此可以把粉煤灰作为吸附剂再利用去除废水中的污染物,达到以废治废的目的.

  1.5 分析方法

  1.000 g/L 的孔雀石绿标准储备液:准确称取0.1000 g 孔雀石绿,在烧杯中溶解,配置溶液于100 mL 的容量瓶中,从而得1.000 g/L 的孔雀石绿标准储备液.分别配置2 mg/L、6 mg/L、8 mg/L、10 mg/L、12 mg/L 的孔雀石绿标准溶液于100 mL 的容量瓶中.

  2.3 改性粉煤灰的加入量与脱色率的关系

  向10 mg/L,50 mL 的孔雀石绿模拟废水中分别加入不同量的改性粉煤灰,在室温下搅拌50 min.随着改性粉煤灰的增加,孔雀石绿的脱色率先升高后降低,接着再升高,最后呈下降趋势.当加入1.1g 时,脱色率达最大值.因为在加入量较小时絮凝沉降为主,在加入量大时以吸附作用为主导.所以选择改性粉煤灰的加入量为1.1 g.

  (2)改性粉煤灰的制备:称取上述一定量粉煤灰,加入不同浓度的硫酸浸泡24 h,然后用水洗至中性,放入烘箱烘干备用.

  在617 nm 处孔雀石绿溶液吸收最大,在低浓度下遵循朗伯-比尔定律,即浓度与吸光度成线性关系.用脱色率表示硫酸改性粉煤灰吸附能力的大小,脱色率(%)=(C0-C)/ C0×100 %,其中C0 为吸附前溶液的浓度,C 为吸附后溶液的浓度.

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