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改性粉煤灰对染料废水的吸附研究 重试    错误原因

燕平 Qu 1 , a ∗ Qu 1 , a ∗ Qu^(1,a^(**))\mathrm{Qu}^{1, \mathrm{a}^{*}}， 闫冬青 1 , b 1 , b ^(1,b){ }^{1, \mathrm{~b}}， 苏如霜 1 , c 1 , c ^(1,c){ }^{1, \mathrm{c}}， 胡文硕 1 , d 1 , d ^(1,d){ }^{1, \mathrm{~d}}， 戴燕燕 1 , e 1 , e ^(1,e){ }^{1, \mathrm{e}} 重试    错误原因 1 1 ^(1){ }^{1}齐鲁理工学院化学与生物工程学院，中国山东济南 重试    错误原因

抽象 重试    错误原因

以飞灰为原料，经酸、碱、高温改性，生产改性飞灰吸附剂、硫酸改性飞灰吸附剂、氢氧化钠改性飞灰吸附剂和高温改性飞灰吸附剂。本文研究了吸附剂用量、吸附剂吸附时间、染料初浓度、废水 pH 值和温度对染料吸附的影响。结果表明：酸改性粉煤灰吸附剂对染料具有良好的处理效果;当粉煤灰投加量为1.00 g，吸附时间为90 min，废水pH为4，温度 45 ∘ C 45 ∘ C 45^(@)C45{ }^{\circ} \mathrm{C}，脱色率 60 mg / L 60 mg / L 60mg//L60 \mathrm{mg} / \mathrm{L}甲基橙染料可以达到以上 70 % 70 % 70%70 \%;当粉煤灰投加量为 0.20 g 时，吸附时间为 60 min，废水 pH 值为 3 ，温度为 35 ∘ C 35 ∘ C 35^(@)C35{ }^{\circ} \mathrm{C}，脱色率 20 mg / L 20 mg / L 20mg//L20 \mathrm{mg} / \mathrm{L}可以获得甲基橙染料。刚果红的脱色率可达 80 % 80 % 80%80 \%. 重试    错误原因

1 引言 重试    错误原因

染料虽然给人们带来了一个多彩的世界和较高的经济效益，但也产生了难以处理的“三废”，特别是需要排放大量的废水。根据调查，每吨染料废水的平均用水量为 300 − 350 t [ 1 ] 300 − 350 t [ 1 ] 300-350t^([1])300-350 \mathrm{t}^{[1]}.近年来，国内外许多学者对其进行了深入研究。主要处理方法包括萃取、膜分离、氧化催化和吸附 [ 2 , 3 ] [ 2 , 3 ] ^([2,3]){ }^{[2,3]}.吸附法使用吸附剂选择性富集废水中的染料，避免了有机溶剂的使用，作安全。粉煤灰是世界上主要的固体废物之一。它不仅占地面积大，而且悬浮颗粒危害人体健康。本文以改性粉煤灰为吸附剂处理甲基橙和刚果红染料废水，研究了不同因素对吸附效果的影响。 重试    错误原因

2 实验方法 重试    错误原因

2.1 硫酸改性粉煤灰的制备 重试    错误原因

将 6 倍硫酸稀释成 3 mol / L 3 mol / L 3mol//L3 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}精密量取硫酸，将 100.00 mL 去离子水加入 250 mL 烧杯中，缓慢加入 20.00 mL 硫酸 （ 18 mol / L mol / L mol//L\mathrm{mol} / \mathrm{L}），向中加入 24.00 g 粉煤灰（FA，液固比 6：1），加热 90 ∘ C 90 ∘ C 90^(@)C90{ }^{\circ} \mathrm{C}并搅拌 3 小时。倒出均热液后，用去离子水洗至中性，干燥冷却备用，然后得到被硫酸改变 重试    错误原因 性质的飞灰吸附剂（AFA）。 重试    错误原因

2.2 氢氧化钠改性粉煤灰的制备 重试    错误原因

精密称取氢氧化钠 12.00 g 溶解液，溶于 100.00 ml 水中制备 3 mol / L 3 mol / L 3mol//L3 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}氢氧化钠溶液。称取 20.00 g 粉煤灰和氢氧化钠溶液放入 250 ml 烧杯中（液固比 5 : 1 5 : 1 5:15: 1），将其加热 90 ∘ C 90 ∘ C 90^(@)C90{ }^{\circ} \mathrm{C}搅拌 3 h，然后干燥冷备用，得到碱改性粉煤灰吸附剂 （SFA）。 重试    错误原因

2.3 高温改性粉煤灰的制备 重试    错误原因

准确称取 20.00 克粉煤灰，放入烘箱中，在 100 ∘ C 100 ∘ C 100^(@)C100{ }^{\circ} \mathrm{C}2 h，然后取出。当温度下降到室温时，我们可以得到高温改性粉煤灰吸附剂 （TFA）。 重试    错误原因

2.4 不同改性方法的吸附性能比较 重试    错误原因

取 8250 mL 锥形瓶，加入 100.00 mL 甲基橙和刚果红染料，浓度 40 mg / L 40 mg / L 40mg//L40 \mathrm{mg} / \mathrm{L}分别。准确加入 AFA、SFA、TFA 和 FA 0.20 g，将锥形瓶置于磁力搅拌器上。以恒定速度搅拌 1 小时后，过滤并测量吸光度。 重试    错误原因

3 结果和分析 重试    错误原因

3.1 不同修改方法的比较 重试    错误原因

图 1.改性方法 重试    错误原因 的比较如图 1 所示，与 FA 相比，SFA 的吸附率有所增加。SFA 的吸附率是 3 种改性吸附剂中最低的，超过 45 % 45 % 45%45 \%.粉煤灰表面有大量的二氧化硅，用氢氧化钠 重试    错误原因
改性。表面的二氧化硅会因化学解离而产生可变电荷，这会损坏飞灰的表面。使这些可溶性物质与氢氧化钠反应形成凝胶状物质将很好地提高吸附能力 重试    错误原因
[ 4 ] [ 4 ] ^([4]){ }^{[4]}.与FA相比，TFA的吸附速率远高于FA，可以达到 58 % 58 % 58%58 \%.由于飞灰颗粒内部的水分在较高温度下会蒸发至干，导致比表面积增加，可吸附在颗粒中的孔隙显著增加，吸附性能将大大提高。AFA的吸附效果最好，吸附速率可达以上 61 % 61 % 61%61 \%.与 FA 相比，AFA 的吸附速率远高于 FA。因为硫酸溶液改性的飞灰会在颗粒表面形成许多微小的气孔和凹槽，而硫酸改性的飞灰会释放出大量的阳离子，这会使水中电位迅速下降，悬浮颗粒失去稳定性。它很快吸附在颗粒表面 [ 5 ] [ 5 ] ^([5]){ }^{[5]}.因此，该论文选择 AFA 作为吸附剂。 重试    错误原因 3.2 AFA 剂量的测定 重试    错误原因
图 2.AFA 用量对甲基橙 （A） 和刚果红 （B） 吸附性能的影响 重试    错误原因
从图2中可以看出，甲基橙的吸附速率可以达到 69 % 69 % 69%69 \%当 AFA 的用量为 1.00 g 时，刚果红的吸附速率可达 66 % 66 % 66%66 \%当 AFA 的用量为 0.20 g 时，趋势逐渐趋于稳定。原因是 AFA 生成了大量的无定形活性物质，活性成分的增加增加了粉煤灰的吸附性能 [ 6 ] [ 6 ] ^([6]){ }^{[6]}.当用量 重试    错误原因 超过 1.00 g 和 0.20 g 时，表明此时吸附已达到稳定。因此，本文选择1.00 g的AFA作为吸附甲基橙的用量，0.20 g作为吸附刚果红的用量。 重试    错误原因

3.3 AFA吸附时间的测定 重试    错误原因

图 3.吸附时间对甲基橙 （A） 和刚果红 （B） 吸附性能的影响 重试    错误原因
从图 3 中可以看出，当甲基橙和刚果红的浓度为 20 mg / L , 40 mg / L 20 mg / L , 40 mg / L 20mg//L,40mg//L20 \mathrm{mg} / \mathrm{L}, 40 \mathrm{mg} / \mathrm{L}和 60 mg / L 60 mg / L 60mg//L60 \mathrm{mg} / \mathrm{L}，加入最佳剂量后吸附时间增加，吸附速率也会增加，同时AFA对甲基橙的吸附时间在90 min后逐渐稳定，吸附速率达到 72 % 72 % 72%72 \%此时。AFA在刚果红上的吸附时间达到60分钟后，生长趋势减慢，甚至有轻微下降的趋势，此时吸附率 71 % 71 % 71%71 \%.因为在吸附初期，表面吸附起主要作用，染料在溶液中的浓度比较高，AFA可以提供更多的吸附活性点，导致吸附效率非常显着的提高。经过一段时间的吸附过程后，溶液中的染料浓度越来越低，AFA的活性位点在接近饱和状态时被大部分占据，无法提供更多的活性位点。染料分子 重试    错误原因 逐渐从表面扩散到内部孔隙，导致吸附越来越慢，吸附速率降低，去除率不再上升，最后吸附达到平衡 [ 7 ] [ 7 ] ^([7]){ }^{[7]}.当甲基橙模拟染料吸附 90 min 时，吸附速率趋于稳定。此时，AFA 对浓度 60 mg / L 60 mg / L 60mg//L60 \mathrm{mg} / \mathrm{L}是最高的。当刚果红的吸附时间达到 60 min 时，吸附速率趋于稳定。此时，AFA 对浓度为 20 mg / L 20 mg / L 20mg//L20 \mathrm{mg} / \mathrm{L}是最高的。因此，本文选择 90 min 作为 AFA 吸附时间，模拟染料对甲基橙的吸附;选择 60 min 作为 AFA 吸附时间作为刚果红的最佳吸附时间。 重试    错误原因

3.4 初始浓度对处理效果的影响 重试    错误原因

图 4.初始浓度对甲基橙和刚果红吸附性能的影响 重试    错误原因
图 5.pH 值对甲基橙和刚果红吸附性能的影响 重试    错误原因
图 6.温度对甲基橙和刚果红吸附性能的影响 重试    错误原因
从图 4 中可以看出，当浓度增加时，吸附速率也会增加，但当浓度达到一定水平时，吸附速率停止增加并趋于稳定。此时，吸附速率为 68 % 68 % 68%68 \%.当刚果红的浓度达到 20 mg / L 20 mg / L 20mg//L20 \mathrm{mg} / \mathrm{L}，吸附速率增长趋势减慢，吸附速率 69 % 69 % 69%69 \%此时。当染料浓度较低时，AFA表面能提供吸附活性位点的基团处于不饱和状态，能快速吸附到染料上的表面活性吸附位点较多，会表现出较高的去除效率。当染料浓度变高时，大部分活性吸附位点饱和，能被染料吸附的表面活性吸附位点较少，因此不饱和态逐渐趋于饱和态，溶液中的AFA接近吸附平衡 [ 8 ] [ 8 ] ^([8]){ }^{[8]}，染料浓度过高，不再被吸附，最后导致吸附速率降低。因此，该纸选择的吸附浓度为 60 mg / L 60 mg / L 60mg//L60 \mathrm{mg} / \mathrm{L}用于甲基橙的吸附，吸附浓度 20 mg / L mg / L mg//L\mathrm{mg} / \mathrm{L}用于吸附刚果红。 重试    错误原因

3.5 废水pH值对处理效果的影响 重试    错误原因

从图 5 可以看出，AFA 对甲基橙和刚果红的吸附速率先增加后降低。AFA 在 pH 值为 4 时对甲基橙的吸附速率最高，为 78 % 78 % 78%78 \%，AFA 在 pH 值为 3 时对刚果红的吸附速率最高。是的 68 % 68 % 68%68 \%，之后吸附速率大大降低。这是因为染料的吸附性能被硫酸改性，打开了封闭的孔隙，有利于扩大比表面积，还可以提高吸附能力。当 pH 值大于 4 时，染料分子会因电离而产生大量的负电荷，大量的羟基离子会被吸附在飞灰表面，染料与飞灰之间的静电排斥力会变弱 [ 9 ] [ 9 ] ^([9]){ }^{[9]}.因此，本文选择AFA吸附pH为4的甲基橙废水，选择AFA吸附pH为3的刚果红废水。 重试    错误原因
  1. aemail:eyuk@leyoujiagroup.com, b b  ^("b "){ }^{\text {b }} email:2048793647@qq.com 重试    错误原因
    c c  ^("c "){ }^{\text {c }} email:2433474378@qq.com, d d  ^("d "){ }^{\text {d }} email:1932272917@qq.com, e e  ^("e "){ }^{\text {e }} email:2579834349@qq.com 重试    错误原因
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