学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

离子交换树脂基球形活性炭的制备及其吸附性能的研究

作　者: 杨源源
导　师: 闵洁；许海育
学　校: 东华大学
专　业: 纺织化学与染整工程
关键词: 离子交换树脂球形活性炭染料吸附动力学
分类号: TQ424.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 73次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

染料废水是较难处理的工业废水之一,吸附法能够选择性地富集某些化合物而在废水处理领域有着广泛的应用,活性炭作为重要的上业吸附剂之一,具有许多优点。活性炭应用领域的拓宽、深入对其性能提出了更高的要求,也促进了不同品种特殊性能活性炭的研究开发。其中,离子交换树脂具有确定的大分子结构、很少或几乎不含杂质,其衍生的球形活性炭具有孔径分布的可控性以及性能的可重复性等优点,近年来成为活性炭前驱体材料研究的热点之一本篇论文利用四种离子交换树脂分别经不同工艺制备出球形活性炭,实验过程中考察了离子交换树脂种类、炭化工艺、活化工艺等对离子交换树脂基球形活性炭碘值和亚甲基蓝值的影响；以制备的球形活性炭为吸附剂,以不同种染料为对象,研究离子交换树脂基球形活性炭对模拟染液废水的吸附性能。采用热重分析仪对树脂的热分解行为进行分析；采用光学显微镜、扫描电镜、对离子交换树脂基球形活性炭表面的形貌、孔隙尺寸进行研究；利用碘、亚甲基蓝在球形活性炭上的吸附和酸碱滴定实验,测试球形活性炭表面的酸性官能团的量及空隙结构；采用染料浓度在线监测装置,研究球形活性炭对染料的吸附等温线及吸附动力学。主要结果如下：(1)通过分析离子交换树脂热分解行为,可分别确定四种树脂的炭化温度范围。其中,树脂D001炭化温度在600℃左右；树脂D201、BK001、BK201炭化温度在500℃左右。通过对炭化活化后产品性能的比较,确定树脂D001最适用于炭化实验。(2)通过对球形活性炭碘值和亚甲基蓝值分析可确定出树脂D001炭化的最优实验工艺。其中炭化温度600℃,炭化升温速率为3℃/min,炭化时间120min,活化升温速率2℃/min,活化温度800℃,活化时间30min,活化过程中的水蒸气用量为m(H20)/m(C)=6,在此条件下制得的球形活性炭碘值和亚甲基蓝值分别为484.7mg/g和87.84mg/g。(3)研究球形活性炭对染料的吸附可知,球形活性炭对染料的吸附存在两种不同的吸附方式,在低浓度条件下,球形活性炭对染料的吸附属于单分子层吸附,对于高浓度的染液,随时间的延长,染料在球形活性炭的空隙中,在单层吸附的染料表面又产生了多层吸附。其中球形活性炭对染料Reactive Blue222的吸附等温曲线最符合Freundlich方程,对染料Acid Red 114与Reactive Blue 19吸附等温曲线符合Langmuir方程,对染料Basic Blue 41的吸附等温曲线用Langmuir表征更为贴切；球形活性炭对于染料Acid Red 114、染料Basic Blue 41和染料Reactive Blue222的吸附可用伪二级吸附速率方程表示；对染料Reactive Blue 19的吸附可用伪一级吸附速率方程描述。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-28
  1.1 离子交换树脂材料的研究进展  12-15
    1.1.1 离子交换树脂的基本类型  12-13
    1.1.2 离子交换树脂的结构性能  13-14
    1.1.3 离子交换树脂的吸附选择性  14
    1.1.4 离子交换树脂的应用领域  14-15
  1.2 球形活性炭的研究进展  15-23
    1.2.1 沥青基球形活性炭  15-16
    1.2.2 煤基球形活性炭  16
    1.2.3 合成高分子基球形活性炭  16-17
    1.2.4 球形活性炭的应用领域  17
    1.2.5 离子交换树脂基球形活性炭的研究  17-18
    1.2.6 球形活性炭吸附性能的研究进展  18-19
    1.2.7 活性炭孔径分布的研究  19-20
    1.2.8 活性炭表面化学性质的研究  20-21
    1.2.9 制备工艺对孔径分布的研究  21-23
  1.3 活性炭在染料吸附方面的研究进展  23-27
    1.3.1 染料吸附的研究  24
    1.3.2 活性炭吸附过程的影响因素  24-26
    1.3.3 吸附动力学过程研究  26-27
  1.4 课题的提出及创新点  27-28
第二章离子交换树脂基球形活性炭的制备  28-49
  2.1 实验部分  28-31
    2.1.1 实验仪器  28
    2.1.2 实验药品  28-29
    2.1.3 离子交换树脂的前处理  29-30
    2.1.4 离子交换树脂基球形活性炭的制备  30
    2.1.5 离子交换树脂基球形活性炭的测试表征  30-31
  2.2 结果与分析  31-47
    2.2.1 树脂的热裂解行为研究  31-33
    2.2.2 炭化工艺对球形活性炭性能影响  33-41
    2.2.3 活化工艺对D001树脂基球形活性炭性能的影响  41-43
    2.2.4 树脂基球形活性炭表面含氧官能团分析  43
    2.2.5 树脂基球形活性炭表面形态结构分析  43-47
  2.3 小结  47-49
第三章球形活性炭对染料的吸附性能研究  49-68
  3.1 实验部分  49-51
    3.1.1 实验仪器  49
    3.1.2 实验药品  49-50
    3.1.3 球形活性炭对模拟染料废水的吸附实验  50-51
  3.2 结果与分析  51-66
    3.2.1 染料的最大吸收波长和标准曲线  51-52
    3.2.2 染料初始浓度对球形活性炭吸附量的影响  52-60
    3.2.3 染料在球形活性炭上的等温吸附模型  60-63
    3.2.4 染料在球形活性炭上的动力学吸附模型  63-66
  3.3 小结  66-68
第四章全文主要结论  68-69
参考文献  69-73
攻读学位期间的研究成果目录  73-74
致谢  74

离子交换树脂基球形活性炭的制备及其吸附性能的研究

内容摘要

全文目录

相似论文