文档介绍：壳聚糖改性沸石吸附废水中的苯酚
李增新,孟韵,梁强,王彤
青岛大学师范学院化学系,山东青岛266071
摘要:开发新型低成本苯酚吸附剂是含酚废水处理技术的重点。采用90%脱乙酰度壳聚糖制备改性沸石,在与天然沸石对比的基础上,研究了改性沸石去除废水中的效果。并对影响去除率的主要因素,包括壳聚糖与斜发沸石质量比、废水pH值,吸附时间,改性沸石用量,苯酚的质量浓度等进行研究。通过正交试验确定吸附废水中苯酚最佳工艺条件是:壳聚糖与沸石质量比为1∶20,沸石-壳聚糖颗粒吸附剂用量为12 g·L-1,废水中苯酚质量浓度不大于40 mg·L-1,pH值为4~6,吸附平衡时间为35 min,苯酚去除率为90%;吸附适合用Langmuir吸附等温方程来模拟。
关键词:环境工程;斜发沸石;壳聚糖;吸附剂;苯酚
中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2008)06-2168-05
酚类化合物是一种细胞原浆毒,其毒性作用是与细胞原浆中蛋白质发生化学反应,形成变性蛋白质使细胞失去活性。含酚废水危害人体健康,破坏自然生态,造成环境污染。苯酚废水主要来源于化工和医药行业,难以用通常的生物处理技术处理,化学法、萃取法、焚烧法等由于技术或成本等原因,难以实用。吸附法是一种常用的含酚废水处理技术,常用的吸附材料有活性炭、硅胶、酸性白土、活性氧化铝和沸石分子筛等[3-6],但由于这些材料的吸附容量小、吸附和再生速率慢、使用寿命短、吸附剂后处理困难。为了降低成本,近年来,利用非金属矿物改性吸附剂处理含酚废水研究较多[5-7]。目前,关于改性沸石处理废水中重金属、有机物污染物的相关研究已有报导,但用壳聚糖改性沸石处理含酚废水试验研究则少有报道。本文根据斜发沸石对有机物的吸附特性,利用壳聚糖在酸性溶液中带有正电荷的特性,将壳聚糖负载在斜发沸石上,制成固体复合吸附剂用于处理含酚废水。将廉价的斜发沸石与壳聚糖结合可以大幅度减少壳聚糖的用量、降低成本[7,9-10]。
1 材料与方法
试验材料
天然斜发沸石(青岛莱西金山沸石厂),原矿样呈灰色,硬度4~5,,晶体属单斜晶系。主要化学成分:%;Al2O314%;CaO %;K2O %;Fe2O3 %;Na2O %;结晶水及其它:%。苯酚(分析纯);壳聚糖(青岛海普生物技术有限公司),脱乙酰度为90%;苯酚废水,采自某药厂,含苯酚量为959 mg·L-1,。
主要仪器设备
原子吸收分光光度计(北京第二光学仪器厂);PHS-3B酸度计(上海雷磁仪器厂);恒温磁力搅拌器(上海沪西分析仪器厂)。
斜发沸石的活化
取50 g斜发沸石于马氟炉中700 ℃下煅烧3 h,取出冷至室温,加入一定浓度的盐酸,90 ℃下恒温4 h,离心分离,洗净,加10%草酸溶液,室温下搅拌过夜,离心分离,洗涤,120 ℃下烘干得酸活化斜发沸石,备用。
沸石-壳聚糖吸附剂颗粒的制备
称取1 g壳聚糖加入缓慢搅拌的20 mL 10%的草酸及5 mL 1%的乙酸混合溶液中, 将此混合物加热到50 ℃,使之完全溶解,室温下为淡黄色粘滞性溶胶。调整草酸、乙酸用量可得不同浓度的壳聚糖溶胶[8]。取3%壳聚糖溶胶10 mL,用10