改性粉煤灰对染料吸附的研究 - 图文

唐 山 学 院 毕 业 设 计

3.3改性剂浓度对吸附效果的影响

如2.3.5中所述，采用一系列浓度的十六烷基三甲基溴化铵溶液对粉煤灰进行改性后，让其对废水进行吸附，再测定其上层清液吸光度，结果见表3-3和图3-3。

表3-3 改性剂对脱色率的影响

编号

HDTMA浓度（g/100mL）

吸光度An 脱色率（%）

1 0 0.907 3.2

2 0.05 0.716 23.6

3 0.10 0.357 61.9

4 0.20 0.423 54.9

5 0.25 0.495 47.2

脱色率（%）70605040302010000.050.10.150.20.250.3 HDTMA浓度（g/100mL）

图3-3 改性剂浓度对脱色率的影响

由图3-3可看出，十六烷基三甲基溴化铵对粉煤灰的改性效果，在十六烷基三甲基溴化铵的浓度为0～0.1g/100mL之间，吸附作用随着其浓度的增大而增强，表现在改性粉煤灰对染料废水的脱色率增大。在改性剂的浓度为0.1g/100mL时，脱色率达到最大值，随后有略微下降的趋势。究其原因，一方面是由于粉煤灰的吸附性，另一方面是由于改性后粉煤灰被活化，表面电性发生改变，其对染料的吸附性能增强。本实验取浓度为0.1g/100mL的十六烷基三甲基溴化铵溶液对粉煤灰进行改性后备用。

22

唐 山 学 院 毕 业 设 计

3.4改性粉煤灰的用量对吸附效果的影响

如2.3.6步骤1中所述，控制改性粉煤灰的用量在0.1～0.6g范围内变化，吸附处理废水后，测定其上层清液的吸光度，结果见表3-4和图3-4。

表3-4 改性粉煤灰用量对脱色率的影响

编号 吸光度An 脱色率（%）

1 0.911 2.8 2 0.2 0.896 4.4 3 0.3 0.815 13.0 4 0.4 0.462 50.7 5 0.5 0.489 47.8 6 0.6 0.458 51.1 粉煤灰用量（g） 0.1

图3-4 改性粉煤灰用量对脱色率的影响

从图3-4可以看出，在改性粉煤灰的用量在0.1g～0.4g时，随着改性粉煤灰用量的增加，其对废水中染料的吸附能力逐渐提高，表现在脱色率的逐渐上升。但当改性粉煤灰的用量由0.4g再接着增加时，脱色率几乎不再变化。可能是由于吸附剂表面积有限，吸附容量将近达到饱和状态，对苋菜红的吸附也基本达到平衡。0.4g时，废水的脱色率为50.7%，0.6g时脱色率为51.1%，涨幅很小，综合考虑后期的分离及经济成本等因素，故对起始浓度为50mg/L的模拟废水，取粉煤灰的最佳用量为8g/L。

23

唐 山 学 院 毕 业 设 计

3.5吸附搅拌时间对吸附效果的影响

如2.3.6步骤2中所述，用同样量的粉煤灰对同样量的废水进行吸附，控制其搅拌时间在2min～60min范围内，测定其上层清液的吸光度，结果见表3-5和图3-5。

表3-5 搅拌时间对脱色率的影响

编号 搅拌时间（min）

吸光度An 脱色率（%）

1 2 0.815 13

2 10 0.458 51.1

3 20 0.466 50.3

4 30 0.451 51.9

5 40 0.462 50.7

6 60 0.449 52.1

图3-5 搅拌时间对脱色率的影响

由图3-5所示，改性粉煤灰对苋菜红的吸附效果较明显，在搅拌时间为10min时达到了较高的脱色率，之后延长搅拌时间脱色率缓慢增长但并不明显，此时改性粉煤灰对苋菜红的吸附基本达到饱和。在吸附的初期，吸附主要发生在改性粉煤灰的表面及其内部的大孔；在吸附的后期，粉煤灰的表面及其内部大孔的吸附几乎已达到饱和。同时改性粉煤灰对苋菜红的吸附具有快吸附，慢平衡的特点且这种吸附比较牢固。本实验取最佳的搅拌时间为10min。

24

唐 山 学 院 毕 业 设 计

3.6吸附温度对吸附效果的影响

在粉煤灰吸附染料的过程中，温度会影响染料废水中染料分子的热运动等，从而影响改性粉煤灰对染料的脱色率。如2.3.6步骤3中所述，用同样量的粉煤灰对同样量的废水进行吸附，用恒温水浴锅控制不同的反应温度，测定其上层清液的吸光度，结果见表3-6和图3-6。

表3-6 温度对脱色率的影响

编号 温度（℃） 吸光度An 脱色率（%）

1 22 0.558 40.4

2 35 0.545 41.8

3 45 0.531 43.3

4 65 0.550 41.3

5 75 0.563 39.9

图3-6 温度对脱色率的影响

改性粉煤灰对废水进行吸附时，用恒温水浴锅控制不同的温度，考查其对脱色率的影响。如图3-6所示,在温度小于45℃的情况下，改性粉煤灰对废水的脱色率随着温度的增加而增大，在45℃时达到最高。随着温度的继续上升，脱色率有下降趋势。分析其中原因，可能是由于随着温度的上升，废水中的分子扩散得到扩散，从而促进了苋菜红的吸附；但温度过高的话，分子的热运动会越剧烈，可能会使已经被吸附的染料分子发生解吸附而使脱色率下降。本实验取最佳的实验温度45℃。

25