粉煤灰顆粒吸附材料的制備及其吸附性能的研究.pdf

1、染料廢水是水處理的難點之一，其特點是：高色度、高COD、低生化性等。染料廢水的處理技術主要包括：絮凝沉淀、化學氧化、膜分離、生物法等。但是這些方法都存在些問題如：成本高、效率低、產(chǎn)生有毒副產(chǎn)物、產(chǎn)生剩余污泥等。活性碳吸附法應用較廣，但是由于活性炭成本高、再生困難而受到一定的限制。尤其是粉狀活性炭應用過程中會造成固液分離困難和難以再生等困難。我國粉煤灰排放量大、利用率低，目前粉煤灰主要應用于水泥和混凝土工業(yè)。但是國家對其應用有著嚴格的標準

2、限制。將粉煤灰作為廉價的吸附材料可以達到以廢治廢的效果。大量研究發(fā)現(xiàn)，粉煤灰對重金屬、染料及有機物等都有一定的吸附能力。然而多采用粉狀的粉煤灰作為吸附劑，工業(yè)應用不方便，顆粒狀的粉煤灰吸附材料可以克服此缺點。
　　本論文以粉煤灰為骨料、凹凸棒土為粘結(jié)劑、淀粉為造孔劑，機械擠壓成型，采用低溫煅燒工藝制備得到了一種柱狀的粉煤灰顆粒吸附材料（Granular adsorbent based on coal fly ash, GAF）。以

3、GAF對亞甲基藍（Methylene Blue, MB）的吸附量為指標，采用正交試驗法對煅燒溫度、升溫速率、保溫時間、淀粉添加量等實驗條件進行優(yōu)化。將最佳條件下制備的GAF與顆?；钚蕴繉喖谆{的吸附效果進行對比。并且系統(tǒng)研究了GAF對亞甲基藍的吸附性能，并對GAF吸附亞甲基藍的吸附機理進行分析。最后利用電子掃描電鏡（SEM）、X-射線衍射（XRD）、傅里葉變換紅外色譜（FT-IR）、比表面積測定儀等技術對GAF進行表征。
　?。?/p>

4、1）采用正交試驗確定了GAF的最佳制備條件為：煅燒溫度600℃，升溫速率1℃/min，保溫時間1h，淀粉添加量為30％。直觀因素分析結(jié)果表明：各因素對GAF吸附效果的影響強弱依次為：煅燒溫度>淀粉添加量>保溫時間>升溫速率。最佳條件下制備的GAF的比表面積為70m2/g，對亞甲基藍的吸附量達180mg/g，散失率為0.48%。
　?。?）與顆粒活性炭（GAC）對亞甲基藍吸附效果的比較發(fā)現(xiàn)，GAF吸附效果與GAC相當；GAF熱再生試

5、驗表明：GAF的最佳再生溫度為600℃，再生四次后GAF的再生效率為92%，再生效果良好。吸附過程中，MB的二聚體與單體的比例逐漸增大，紫外-可見光譜圖的峰形逐漸從665nm移至610nm。研究發(fā)現(xiàn)，MB二聚體的含量隨著pH的增大、溫度的升高而增加。
　?。?）采用Langmuir吸附等溫方程、Freundlich吸附等溫式、Temkin吸附等溫式對實驗數(shù)據(jù)進行了擬合，結(jié)果表明，GAF對MB的吸附過程符合Langmuir和Temk

6、in吸附等溫模型。說明GAF對MB的吸附可能是單層的，且吸附過程中吸附質(zhì)和吸附劑存在相互作用。采用Lagergren一級速率方程、準二級速率方程、Weber-Morris方程對實驗數(shù)據(jù)進行擬合，結(jié)果表明：Weber-Morris方程的擬合效果最好，說明GAF對MB的吸附過程符合顆粒內(nèi)擴散過程。吸附熱力學研究結(jié)果表明：GAF對MB的吸附是放熱反應，能夠自發(fā)進行，屬于優(yōu)惠吸附過程。物理吸附起主導作用。
　　從SEM圖像可以看出，GAF