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本文选用农业废弃物麦壳(NWS)为原料,用乙二胺进行改性制备改性麦壳(MWS),研究了对水溶液中刚果红(CR)和亮绿(LG)的吸附。使用了元素分析、X射线荧光光谱、红外光谱、X射线衍射光谱等方法对改性前后的麦壳进行表面结构分析,结果表明乙二胺连接在NWS表面。
从静态和动态两方面综合研究了MWS-CR、MWS-LG吸附体系。静态实验考察了溶液pH值、吸附剂用量、吸附平衡时间、共存离子以及溶液初始浓度、温度等因素对吸附的影响,优化了吸附条件。实验结果表明:MWS吸附CR和LG时分别采取初始pH值为4和2的吸附环境;MWS对CR和LG的吸附平衡时间分别定为360、240min;NaCl、Na2SO4的加入有利于CR的吸附,不利于LG的吸附。293K时,在实验的条件下,MWS对CR和LG的吸附量分别达到48.0mg/g和32.0mg/g。
对于MWS吸附CR体系,反应是自发的吸热反应,以物理吸附为主;Langmuir线性模型最适合描述该吸附过程;准二级动力学方程和Elovich方程均适合用来描述MWS吸附CR体系。对于MWS吸附LG系,反应是自发的放热反应,以物理吸附为主;等温线模型中Freundlich线性模型最适合;动力学模型中准二级动力学线性方程最适合。
动态吸附实验主要是从柱高、流速、染料初始浓度等方面考查了对吸附的影响,并使用常见的动态模型Thomas、Yan模型对实验数据进行拟合,结果发现:柱高、流速和染料初始浓度均会影响流出曲线,对于两种体系,Yan模型更好的拟合实验结果。
改性麦壳吸附染料后用0.01mol/L的NaOH解吸效果最好。静态解吸和动态解吸都说明改性麦壳对刚果红和亮绿的解吸速度快,解吸后的再吸附也有较高的吸附量,因此MWS在损失一定吸附能力的条件下,可以重复使用。