文档介绍：江苏科技大学
硕士学位论文
有机改性吸附剂对水中高氯酸盐的吸附研究
姓名:蔡翠云
申请学位级别:硕士
专业:应用化学
指导教师:彭银仙
2011-03-20
摘要
摘要
高氯酸盐是一种新型持久性污染物,已经在我国广泛分布,并存在于饮用水和牛
奶等中,对人体的健康构成了潜在的威胁。近年来,活性炭吸附法在处理高氯酸盐废
水方面日益受到重视,但国内这方面的研究还很少,而桑枝粉和沸石来源广泛,价格
低廉,对于两者在吸附高氯酸盐方面目前尚未见报道。本文采用十六烷基三甲基溴化
铵对活性炭、桑枝粉和沸石进行改性,得到改性活性炭、改性桑枝粉和改性沸石三种
有机改性吸附剂,并将三者应用于实验室模拟废水中高氯酸盐的吸附研究。考察了吸
附时间、pH 值、吸附剂投加量、溶液初始浓度等反应条件对三种改性吸附剂吸附废水
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中 ClO4 的影响;测定了不同温度下的吸附等温线,采用 Langmuir、Freundlich 和
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Tempkin 等温线模型对三种改性吸附剂吸附 ClO4 的试验数据进行线性拟合;同时,
采用准一级、准二级吸附速率模型、Elovich 模型、Bangham 模型、吸附外扩散和内扩
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散模型等对改性活性炭吸附 ClO4 的吸附动力学进行模拟;对吸附机理也进行了探讨。
结果表明:单纯活性炭、桑枝粉和沸石对水体中高氯酸盐的吸附效果较差,而经
十六烷基三甲基溴化铵改性处理后的改性活性炭、改性桑枝粉及改性沸石对高氯酸盐
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的吸附效果显著提高,对 mg/L ClO4 废水去除率由 5%提高到 95%以上。ClO4 的
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去除效果受溶液 pH 值影响很大,酸性环境有利于水中 ClO4 的吸附,在 pH 值为 3 时,
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吸附效果最好,此时改性活性炭、改性桑枝粉和改性沸石对 ClO4 的去除率分别为
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95%、100% 和 100%;ClO4 的去除率随着吸附剂投加量的增加而增大,当改性活性
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炭、桑枝粉和沸石用量分别为 g/L、 g/L 和 g/L 时,ClO4 的去除率达最大值,
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分别为 94%、96% 和 97%;ClO4 的吸附效果随着 ClO4 初始浓度的减小而增大,当
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ClO4 初始浓度降到 mg/L 或更小时,三种改性吸附剂对 ClO4 的去除率达 100%;
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溶液中共存阴离子对改性吸附剂吸附 ClO4 存在一定抑制作用,影响顺序为 S2O3 >
2- - - - -
SO4 > Cl > H2PO4 ≈ NO3 ≈ ClO3 。改性活性炭、改性桑枝粉和改性沸石是通过吸附剂
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表面季铵盐阳离子静电吸附去除 ClO4 。对 ClO4 吸附饱和的改性吸附剂可用 NaCl 等
盐溶液或 NaOH 等碱溶液再生。
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改性活性炭、改性桑枝粉和改性沸石对水体中 ClO4 的等温吸附符合 Langmuir、
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Freundlich 和 Tempkin 等温线模型。ClO4 在三种改性吸附剂上的吸附行为均为放热效
应,在 15℃到 35℃温度范围内,降低温度有利于吸附的进行。
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改性活性炭对 ClO4 的吸附动力学规律符合准一级、准二级、Elovich 和 Bangham
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模式。改性活性炭对 ClO4 的吸附速率控制步骤由外扩散和内扩散模式联合控制。

关键词: 高氯酸盐,活性炭,桑枝粉,沸石,十六烷基三甲基溴化铵,吸附
Ⅰ
Abstract
Abstract
Perchlorate as a kind of novel persistent pollutant, has been widely distributed in China.
And it is presented in dringking water and milk, which poses potential threat to human
health. In recent years, activated carbon adsorption treatment of perchlorate in wastewater is
e more and more attention, but the domestic research in this area is also small.
Mulberry shoot powder and zeolite are widely available and low-cost, which has not