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摘 要

：本文将KH-602改性凹土作为吸附剂，系统地考察了吸附剂投入量、吸附时间、pH值、不同初始浓度对活性蓝KE-R的影响。实验结果表明，KH-602改性凹土在25^oC时吸附活性蓝KE-R的最佳条件为吸附剂用量0.15 g，吸附时间30 min，pH = 4.04。拟二级动力学方程能够更好的描述KH-602改性凹土对活性蓝KE-R的吸附过程。KH-602改性凹土能够有效的吸附水溶液中活性蓝KE-R，该吸附等温线符合Langmuir吸附等温方程，其在15 ^oC、25 ^oC、35 ^oC时对活性蓝KE-R的饱和吸附量分别为113.64 mg/g，117.65 mg/g，120.05 mg/g。

关键词：凹土，KH-602，活性蓝KE-R，吸附

Abstract: Attapulgite is characteristic of mineral resources in Xuyi County. This research adopts attapulgite modified by KH-602 as adsorbent to study effects on reactive blue KE-R static adsorption which is influenced by different adsorbent dosage, contact time, solution pH value and different temperature of different concentrations. Results show that the optimal conditions for the amount of modified attapulgite adsorption Reactive blue KE-R were 0.15 g, the time of 30 min and pH = 4.04 at 25 ^oC. The modified attapulgite has better efficiency in adsorption Reactive blue KE-R in solution. The kinetics of Reactive blue KE-R adsorption by modified attapulgite nicely followed the pseudo-second-order kinetics. Adsorption equilibrium data were fitted by the Langmuir isotherm. The maximum adsorption capacity calculated by the Langmuir model was 113.64 mg/g, 117.65 mg/g , 120.05 mg/g at 15 °C, 25 °C, and 35 °C, respectively.

Keywords: attapulgite, N-(β-aminoethyl-γ-aminopropyl)-methyl-dimethoxysilane, Reactive blue KE-R, adsorption

目 录

1 前言 3

1.1 染料及其污水的危害 3

1.2 凹土的性质及应用 4

1.3 本文的研究内容 4

2 实验部分 5

2.1 仪器和试剂 5

2.2 凹土的改性 5

2.3 KH-602改性凹土对活性蓝KE-R吸附试验 5

3 结果与讨论 6

3.1 红外谱图 6

3.2 吸附剂用量对活性蓝KE-R吸附性能的影响 6

3.3 吸附时间对活性蓝KE-R吸附性能的影响 7

3.4 溶液pH值对活性蓝KE-R吸附性能的影响 8

3.5 吸附动力学 9

3.6 吸附等温线 10

3.7 吸附性能比较 12

结 论 14

参考文献 15

致 谢 17

1 前言

1.1 染料及其污水的危害

染料行业作为我国的重要产业，推动着经济发展，提高人民的生活水平。染料拥有不同的类型，按结构分，可分为靛系染料，硫化染料，偶氮染料，蒽醌染料等。发色团和助色团是染料非常重要的两个部分，发色团负责使染料显现一定的颜色，助色团主要承担使染料固着在上色体上^[1]。就其机能方面，可分为还原染料、直接染料、阳离子染料、酸性染料、分散染料、活性染料和缩聚染料等。活性染料^[2]的构成有连结基、母体染料、活性基，活性染料在利用时能与纤维构成牢固的共价键，使其具备其他纤维素纤维染料所无法比拟的特点，从而建立了其在纤维素纤维染料的发展和利用上的关键位置，突出地表现在以下五个方面：

(1) 活性染料的色泽鲜艳、适用性能强。

(2) 活性染料能用简单的染色工艺和染色操作获得高水平的性能，特别是湿牢度。

(3) 活性染料可以很好地代替部分纤维素类染料和禁用染料。

(4) 活性染料能满足部分新式纤维素纤维产品的要求。

(5) 从色相和性能这个角度看活性染料基本上能满足于市场对纤维和衣料的要求。

但是活性染料也有缺点，缺点如下：

(1) 有些色牢度是无法满足市场的要求，如湿摩擦牢度、淡色时红色偶氮型染料和蓝色偶氮型染料的日晒牢度等。

(2) 在活性染料的使用中，为了很好的控制纤维表面的电荷，就会耗用一定量的电解质，不仅增加了工人的劳动强度，而且使废水中氯离子浓度高达10多万ppm，这使得治理活性染料废水的难度大大提高。

(3) 它的使用效率不是很高，正常会达到60%~70%，而且会导致产生有色污水，污水的色度很高，COD值正常在0.8万~3万ppm，浓废水的COD值则要超过5万ppm。

由于染料的大规模生产和工业应用，将不可避免地以各种方式排入周围的水体中，从而直接或间接的破坏生态平衡，对人类的健康构成严重威胁^[3]。染料废水的成分中COD浓度高，有机物成分高，色度高，酸碱度等水质波动大，毒性大。染料废水中的染料的性能可能极其稳定，进入水域后很难进行自然降解，造成的污染会使水域色度变深，影响光进入水域，直接影响水体中绿色植物的生长，进而影响水下生态系统。更为有害的是，有些染料废水中含有致癌致畸的物质，直接排放到水体中，对人类和其他动物的生命造成极大的伤害。污染不仅仅危害当代，更危害子孙后代，它的污染不容小觑，所以，如何有效地改善由染料废水引起的环境污染已经成为当务之急。当前，对染料废水的处置方法中主流的方法包括氧化法^[4]，光化学破坏法^[5,6]，离子交换法^[7]，膜分离法^[7] 等等，其中吸附法最成熟且简单易行，特别适用于处理低浓度、大水量的染料废水^[8]。吸附法中传统的吸附剂有：活性炭^[9]、固体废弃物^[10]、无机吸附剂^[11,12]等。活性炭是最常见的传统吸附剂，在去除印染废水中的有机染料时特别有效，但它的价格比较昂贵。而凹土作为一种重要的非金属矿产资源，具有表面活性中心，可以用做吸附剂。

1.2 凹土的性质及应用

凹土是凹凸棒土的简称。它是拥有链层状结构的含水富镁硅酸盐粘土矿物^[13]。该结构使凹土具有很多特别的物理和化学性质，主要包含催化性、吸附性、载体性、阳离子交换能力和流变性等。世界上主要的凹土蕴藏于中国，其中凹土集中散布于江苏、四川、贵州、山西、内蒙、湖北、河北、甘肃等地。世界上除中国外，只有美国等少数国家拥有可工业开采并加工利用的凹土矿^[14]。凹土具有特别的纤维结构，具备非凡的吸附和胶体性能，拥有广阔的应用领域，由此才有“千土之王”，“万用之土”的荣誉^[15]。近年来，凹土广泛应用于医药、石油、化工、染料等各行各业。

凹土可呈针状形态或纤维状，汇集成稻草束状。当水或别的极性溶液与之相接触时，凹土会快速溶涨并解散，纤维束或单体纤维则会不定期地分散到对方的网络并体积变大，如此就构成了稳定且具有流变性能的高粘度悬浮液^[16]。当凹土分散在液体介质中时，单纤维状凹凸棒石晶体之间能相互运动，也能自由运动，从这一点看，它具有胶体性能^[17]。而且它分布广泛，价格低廉，虽然凹土的吸附性能与传统吸附材料相比有一定的差距，但是通过改进，凹土的吸附性能能大大改善，它将具有良好的吸附脱色性能，还将有良好的吸附容量。

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