硅藻土对废水中活性黑K-BR和活性金黄X-G吸附性能研究.docx

目ﻩ录摘要 ．ﻩIＩＩAｂstracｔ． ．　 　．．..．．．．．．．．．.． ．.．．．．．．．.．..．．．．．．．．．．．..．．.IV第1章绪论ﻩ１1.1染料与印染废水 ．1１．２染料废水的处理方法 3１．3硅藻土在废水处理中的应用 １11．4本课题研究的提出及意义 .１61.5本课题研究的内容 ．17第２章硅藻土吸附剂制备ﻩ192．1天然硅藻土的制备ﻩ１92．2有机改性硅藻土制备ﻩ19第3章硅藻土对染料吸附影响因素分析研究 ２2 3．1实验部分 .22３．２实验结果和分析 ．２333小结 .28第4章硅藻土吸附剂吸附动力学研究ﻩ3０4．1吸附动力学理论 ３０4.2实验部分ﻩ．３2４3硅藻土吸附剂吸附废水中染料的动力学实验结果 .．33４4小结 ．51第5章硅藻土吸附染料热力学研究ﻩ５3 / ５.1热力学基本理论 ．.５35２实验部分ﻩ.５55.3实验结果与分析 ５65.4小结 70第6章吸附机理与规律初探 716.1硅藻土矿物表面物理化学理论ﻩ．71６.２硅藻土早期吸附机理理论ﻩ716．3硅藻土吸附机理初探ﻩ7２６．4小结 ７6第7章结论与建议ﻩ７77.1结论ﻩ７７7２应用建议ﻩ。

7８7．3展望ﻩ80附录：动力学模型拟合曲线 .８ l参考文献 ．．9７论文发表情况ﻩ．1 08致 谢 1　09n硅藻土对废水中活性黑K．BＲ和活性金黄Ｘ.G吸附性能研究摘要通过实验研究了天然硅藻土NAＤT和聚乙烯亚胺改性硅藻土PＥMD对活性 染料活性黑K-BR和活性金黄X．G的吸附性能，探讨了外部因素对吸附效果的影响，研究了两种吸附剂的吸附动力学、吸附等温式和吸附热力学，总结了吸附　机理，研究结果表明：硅藻土对染料有较强的吸附能力,用聚乙烯亚胺PEI对硅藻土改性，提高其 吸附能力.通过对吸附剂用量、染料初始浓度、初始pH和温度对吸附的影响研 究发现，增加吸附剂用量、降低染料初始浓度和pH、提高温度都能提高对染料 的去除率两种吸附剂对两种染料吸附速率都较快，前５mｉn时吸附量上升最快，９0miｎ 时吸附基本达到平衡;准一级动力学模型和准二级动力学模型都比颗粒内扩散模 型更好的描述NADT和PＥMD对活性黑Ｋ-BR和活性金黄X．Ｇ吸附过程，但准 二级动力学模型能更好的描述吸附的过程;颗粒内扩散不是控制吸附过程的唯一 步骤,控制吸附的过程还应该有膜扩散NＡDT对活性黑K－BＲ和活性金黄X-G两种染料的吸附等温线最符合 Frcuｎdlich吸附等温方程;PEMＤ对活性黑K—ＢR和活性金黄Ｘ.Ｇ两种染料的吸　附等温线最符合Lanｇmuｉｒ吸附等温方程。

热力学分析表明,ＮADT吸附染料活 性黑K—BR和活性金黄X．G吸附活化能邑分别为12.37３ＫJ/tool、2591３IＣl/mol; PＥMD吸附染料活性黑K—ＢR和活性金黄X-Ｇ吸附活化能昂分别为９．4498ICl/ｍｏi、88６１２Ⅺ/mｏl;吸附活化能易值在42 kＪ/mol以下,说明它们对 染料的吸附作用中物理吸附占主导作用；在实验条件下,AG＜０，表明在常温下， 吸附过程能自发进行：／ＬE>0，表明吸附反应都吸热，升高温度有利于吸附的进　行，同时表明吸附过程以物理吸附为主；AS>０,说明此吸附反应熵值都增大硅藻土吸附剂对染料的吸附机理：通过静电引力、氢键生加石作用及范德华 力吸附染料分子,其中，静电引力和氢键吸附起主要作用 关键词:硅藻土、吸附、染料、改性、动力学模型、热力学ｍStuｄｙ oｎ　Adsorption　Prｏpｅｒtiｅs of　Rｅａctivｅ Blacｋ　K-ＢＲ anｄ Reactivｅ Golｄｅn Ｙelｌoｗ　X—G ｉn　Waｓtewater by ＤiａtomiteＡbｓ仃ａctThｅ ａdsoｒｐtion pｅrformaｎce ofｔwo ｄyes，reactive blacｋ　K—BR（ＲB）and reacｔｉｖｅ　ｇolden ｙｅlloｗX—G（ROY）ｏn nａturａｌ diatomit哈（NADＴ）and　PEI-modifieｄ diａｔｏmiｔ（PEＩVlＤ）ｗe∞stｕｄied by resｅarcｈ。

The effeｃts ｏf ｅxｔｅrnａl fａcｔors ｏn theadsorｐtion ｗｅre　dｉscussｅｄFｕrthermoｒe，adｓorｐｔion kinｅtｉcs anｄ ｉｓｏthermａl　aｄsｏrｐｔiｏn equatioｎ oｆ　ｔwｏ　ｋinds of　absoｒｂｅnｔs werｅ　studied，and Ａdｓorption meｃｈanｉsm was sｕmmaｒizeｄ．Ｔhe researcｈ ｃonclｕsiｏｎs inｄicated：Diatoｍitｅ ｈad stｒong adｓoｒption perfｏrｍance Ｍｏｄｉficａtion　by poｌyｅｔhyleneimine ｃｏｕｌd　iｍpｒove ａdsoｒption cａｐacｉty oｆ　diaｔomiｔｅ．It waｓ found ｔhat　increasｉｎg ｔhｅ　ｄｏsaｇｅ　of　ａｄｓorbｅｎt ａnd tｅmperａtｕｒe anｄ　decreaｓｉｎg ｔhｅ　pH valve aｎd initial cｏncentｒatｉｏn ｏf ｄyｅ alｌ Can iｎｃreaｓｅ ｔｈｅ rｅmoval rate　ｔhrouｇh rｅｓｅaｒｃh Ｏｎ ｅffｅｃｔ ｏf ｔhｅ doｓａge oｆ aｄsｏrbent，iｎｉtial ｃｏncｅnｔｒａtiｏn　ｏf ｄye，ｉniｔiａl ｐH ｖaｌuｅ anｄtempeｒａtｕrｅ on ｔhe　ａｄsｏｒpｔion．Thｅ ａdｓｏrｐtｉon rａtes ｏf two　ｄyes　on the two sorｂentｓ　were raｐｉd。

The aｄsoｒｐtｉｏｎcapacitｙ of　dｙes ｒoｓe ｒａpiｄlｙ at　tｈｅ beｇinniｎg　oｆ 5　rａinｓ aｎd theｎ thｅ aｄsｏrptionｅquiliｂｒiuｍ was nearｌy reaｃｈed at 9０ｍinTｈe pｃsudｏ－fiｒsｔ－ｏrdeｒ mｏdel ａnｄ ｐesuｄo—second—oｒder mｏｄel a陀all　beｔter than　iｎtrapａrtｉcle　diffusiｏn mｏｄel On　dｅscｒibｉｎg　ｔhe adｓｏｒｐtｉon　prｏcesｓ ｏｆ ｒｅactive bｌacｋ K－BＲ and rｅａｃtｉve gｏldｅｎ yellow Ｘ—G on ＮADＴ ａnｄ PＥMD，ａnd thｅ　pesudo—seconｄ－orｄcr model is ｔｈｅ bｅst　onｅＴhe　intｒapartiｃlｅ　ｄifｆｕsｉｏn iｓ　ｎot thｅ unｉｑue　proｃess ｃｏntｒolling　the ａdsｏrptiｏｎ　andfilm　diffｕsioｎ　aｌｓo　caｎ control the　aｄsorptiom r。

3The dye　adｓorpｔｉon oｆ ｒeaｃtivｅ blacｋ Ｋ—BR anｄ reactｉve　golden yｅｌlｏw X·Gonto ＮADT　fｉt　ｗelｌ to　Fｒｅunｄliｅh isotｈerm ａnｄ Thｅ　ｄｙe ａｄｓoｒpｔiｏn oｎｔo ＰＥMD　fitk weｌl to Ｌangmuir ｉsotherｍ．Aｃtｉｖａtiｏn energy of RＢ　K－RＢ ａｎd RGY Ｘ—G ａdsorpｔiononto　NＡDT 12．373 IO／mol and 25．９13 ＩＵ／mol，rｅspecｔively；Ａctiｖatioｎ energy ｏfRB ⅣK－ＲＢ ａnd ＲOY X·G　ａdｓorｐｔioｎ onｔo　ＮADT ｉＳ ９.4498Ｋ．１/mol and 8．8６１2KJ/mol，　rｅspectively．Lｏwer ａｃtivａtion ｅnｅｒｇy　values(＜42K.1/m01）indicatｅ phyｓicａl　adsｏrｐtion　ｃontrol　process ｏf dyes adsｏｒｐtｉｏｎ。

Ｔhe therｍｏdynａmiｃ ａｎalysiｓ inｄicａｔed that AＧ〈0,aｄsorｐtiｏn ｉｓ a spoｎｔaneous　procｅｓs　ａt normal　temｐeraturｅ；△日＞０， indiｃates tｈe　eｘotｈermic rｅacｔｉon，ａnd it iｓ favoｒable for　ｔhe　ａdsorptiｏn ｔｏ increase　the temｐerａtuｒe；AS>0，indicates ｅｎtropy　of rｅacｔiｏｎ inｃreａsｅd．Ａｄsorｐｔiｏn mechaｎiｓｍs　oｆ dyes　wｅｒe　propｏseｄ as—ａｄsorptioｎ by an eｌecｔroｓtatic　fｏｒce，hｙｄrogeｎ bｏｎｄ，,l-石iｎteraction aｎd Ｖan dｅr　Ｗａaｌs　force，oｆ whｉｃh thｅ eleｃｔｒoｓtatic ｆoｒce aｎｄ hydrogｅｎ ｂond、)l,ere　ｔｈe ｍain effeｃｔs．Key words:dｉatoｍiｔe，ａｄsｏrptｉoｎ，dyｅ,modiｆicaｔioｎ,kｉｎetic 　ｍｏｄｅlｓ，ｔherｍoｄynamiesGu Ｚhiｐａn（Ｍunicｉｐal　Engｉｎｅｅring)Ｄirecteｄ ｂｙ Ｐro￡He SｈaohuaV第1章绪论1．１染料与印染废水１．1．１染料有色物质，采用适当的方法，使其它物质具有坚固的颜色，这种有色物质成为着色剂或称染料。

１１．2印染废水的来源印染废水按来源来分，主要包括印染工业废水和染料生产废水染料工业的 废水排放量很大，平均生产1吨染料排放的废水量约为30－,．,100吨【l，2１染料生产 从原料、中间体到产品往往经过多个单元操作，生产工艺复杂，工艺流程长，副 反应多，转化率和产品收率低,同时染料工业具有品种多、产量小,产品更新快 等特点,因此在印染工业生产和染料生产中产生大量废水,为染料废水的主要来 源3印染废水的特点(1)色度大、有机物含量高 印染废水总体上属于有机废水，其中所含的颜色及污染物主要有天然有机物质（天然纤维所含的蜡质、胶质、半纤维、油脂等)及人工合成有机物质(染料　和颜料)所构成由于在印染加工大量试用了各种染化料，这些染化料不可能全 部转移到织物上,在水中有部分残料，使得废水的颜色深2)水质变化大 印染废水是印染企业生产过程中排放的各种废水混合后的总称.有些企业排放的全部为生产废水(包括生产废水和辅助生产废水),而有些企业排放的废水 中则还有部分生活废水，致使其废水水质处于经常变化之中.因此印染废水排放 由于企业生产的织物品种、数量及染化料等多种因素有关，水质变化大，在所排放的废水中，化学需氧量（COD)高时可达２000—-—３000mg／L，且生化需氧量(ＢＯＤ）　与CＯD之比小于0。

２,可生化性差‘（3）pH值变化大由于不同纤维。