桑枝基吸附劑的制備及其吸附性能研究.pdf

1、采用琥珀酸對養(yǎng)蠶過程中廢棄的桑枝進行化學修飾，制備高效吸附陽離子染料和重金屬離子的桑枝基吸附劑。選用響應曲面試驗設計法優(yōu)化桑枝基吸附劑的制備條件，利用Design Expert軟件，建立了預測桑枝基吸附劑對陽離子染料亞甲基藍吸附量的二次回歸模型，確定了桑枝基吸附劑的最佳制備條件；對桑枝基吸附劑的表面形貌和分子結構特征等進行了表征；研究了桑枝基吸附劑對陽離子染料和重金屬離子的吸附性能，研究了陽離子染料之間和重金屬之間的競爭吸附行為；初步探

2、討了桑枝基吸附劑的解吸和重復利用性能。結果表明，二次回歸模型能較好地模擬吸附量與影響因子微波輻射功率、微波輻射時間、物料比（琥珀酸與桑枝的質量比）、反應溫度和反應時間之間的關系。桑枝基吸附劑的最佳制備條件為：微波功率745W；微波輻射時間7min；物料比1；反應溫度137℃，反應時間78min。
　　表征結果表明，通過SEM觀察桑枝基吸附劑的表面，由于表面具有不規(guī)則性，存在著豐富的孔隙，從而使得這種材料的不同部位吸附重金屬離子和染

3、料成為可能。結合FTIR對官能團定性分析結果，證實有大量羧基引入桑枝基吸附劑中，采用Boehm滴定法測定酸性官能團的含量，滴定結果顯示：羧基含量＞內(nèi)酯基含量＞酚羥基含量。比表面積為1.6933m2/g，等電點為4.2左右。
　　制備的桑枝基吸附劑在pH5~9的范圍內(nèi)對陽離子染料中性紅、亞甲基藍和結晶紫均有良好的吸附效果，三種陽離子染料的吸附率分別為97.19％,92.57%,85.11%。采用Langmuir、Freundlich

4、、D-R和Temkin吸附等溫模型對吸附試驗數(shù)據(jù)進行擬合，相關系數(shù)的值表明，中性紅、亞甲基藍和結晶紫在吸附劑上的平衡吸附規(guī)律很好地符合Langmuir和D-R等溫吸附模型。對三種陽離子染料的單層吸附能力的優(yōu)先順序為：NR>MB>CV。25℃時中性紅、亞甲基藍和結晶紫的最大吸附容量分別為126.58、123.46和114.92 mg/g，而且吸附的平均自由能E的值都在8~16kJ/mol之間，這說明桑枝基吸附劑對三種陽離子染料的吸附機理均

5、為化學離子交換機理。
　　對重金屬離子的吸附研究結果表明，對初始濃度為50mg/L的Cu2+、Cd2+的吸附去除率均達到97%以上，Pb2+、Zn2+的吸附去除率約為90%；Cu2+的吸附平衡時間為20min，Cd2+、Pb2+、Zn2+的吸附平衡時間均為30min。四種重金屬離子的吸附率隨著溶液pH值的增加而升高。Cu2+、Pb2+、Cd2+和Zn2+的吸附等溫線屬于L型，吸附呈單分子層形式，吸附過程容易進行，吸附量大小次序為P

6、b2+> Cu2+> Cd2+> Zn2+。吸附動力學規(guī)律吻合偽二級動力學模型。吸附作用力以靜電引力為主，吸附是吸熱的。
　　研究結果還表明，陽離子染料之間以及各重金屬離子之間均存在著競爭吸附現(xiàn)象，三種陽離子染料在桑枝基吸附劑上的優(yōu)先吸附順序為：中性紅>亞甲基藍>結晶紫。各重金屬離子的優(yōu)先吸附次序為：Cd2+> Cu2+>Pb2+> Zn2+。使用0.01M HCl可使重金屬離子和陽離子染料解吸，解吸效率均達90%左右；再生后的吸