基本信息
- 项目名称：
- 临泽凹凸棒黏土对亚甲基蓝染料吸附性能研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本实验针对目前对印染废水的处理大多不够彻底且存在二次污染的情况，采用凹凸棒黏土为吸附剂，对亚甲基蓝模拟废水吸附性能及动力学特征进行研究，并在不同试验参数条件下进行对亚甲基蓝染料的吸附实验，研究在不同的吸附剂用量、温度、浓度、离子强度和酸度条件下，凹凸棒黏土对亚甲基蓝染料吸附效果的影响。
- 详细介绍：
- 研究了临泽产凹凸棒黏土对模拟阳离子型染料亚甲蓝废水的吸附性能及动力学特征，研究了不同实验参数（吸附剂的用量、时间、温度、浓度、离子强度及酸度）对亚甲基蓝染料吸附效果的影响。凹凸棒黏土对亚甲基蓝染料吸附是一个放热的物理吸附，在30℃时的最大吸附量为114.02 mg/g。吸附符合Langmuir单分子等温模式。所有实验参数下吸附过程均符合准二级动力学特征，相关系数大于0.999。实验表明，30℃，酸度在pH 7-10之间，即使在较高离子强度下，凹凸棒黏土仍是良好的亚甲基蓝吸附剂。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：本文针对当前水体污染严重，治理难的情况，以本地临泽分布广泛，成本较低且性能良好的凹凸棒为吸附材料，提高吸附选择性和吸附效果，以期能够对染料废水的治理提供更可靠的数据。 基本思路：结合本地实际，就地取材，用廉价的凹凸作为吸附剂；开展染料吸附的动力学和热力学研究，并在不同温度、浓度、离子强度和酸度条件下进行对染料的吸附实验。
科学性、先进性及独特之处
- 实验对在不同实验参数（吸附剂的用量、时间、温度、浓度、离子强度及酸度）下凹土对亚甲基蓝染料吸附效果的影响进行研究，表明该吸附能很好地符合Langmuir等温模式，拟合数据与实验结果基本吻合，符合准二级动力学特征，相关系数均大于0.999，该生态材料对阳离子染料亚甲蓝具有较大的吸附量。
应用价值和现实意义
- 由吸附等温线可知，凹凸棒黏土对亚甲基蓝染料吸附是一个放热的物理吸附，实验表明，一定温度，酸度pH 7-10，离子强度为0. 1mol/L时凹凸棒黏土是良好的亚甲基蓝染料吸附剂。目前对印染废水的处理大多不够彻底且存在二次污染，而以价格低廉、操作简便的凹凸棒黏土为材料的吸附法可以很好地解决上述问题，并且效果较好，因此在污水处理中有实际意义。
学术论文摘要
- 研究了临泽产凹凸棒黏土对模拟阳离子型染料亚甲蓝废水的吸附性能及动力学特征，研究了不同实验参数（吸附剂的用量、时间、温度、浓度、离子强度及酸度）对亚甲基蓝染料吸附效果的影响。凹凸棒黏土对亚甲基蓝染料吸附是一个放热的物理吸附，在30℃时的最大吸附量为114.02 mg/g。吸附符合Langmuir单分子等温模式。所有实验参数下吸附过程均符合准二级动力学特征，相关系数大于0.999。实验表明，30℃，酸度在pH 7-10之间，即使在较高离子强度下，凹凸棒黏土是良好的亚甲基蓝吸附剂。
获奖情况
- 该作品获河西学院第六届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛“一等奖”。
鉴定结果
- 该作品荣获校级一等奖，是一篇优秀作品。
参考文献
- [1] 薛锐, 赵美玲. 印染废水脱色的研究进展 [J]. 环境科学与管理，2005, 30: 30-33. [2] Paulino A T, Guilherme M R, Reis A V, Campese G M, Muniz E C, Nozaki J, Removal of methylene blue dye from an aqueous media using superabsorbent hydrogel supported on modified polysaccharide [J]. J Colloid interface science, 2006, 301: 55-62. [3] Dabrowski A, Adsorption-from theory to practice [J]. Advances in Colloid and Interface Science, 2001, 93: 135–224. [4] Weng C H, Pan Y F, Adsorption characteristics of methylene blue from aqueous solution by sludge ash [J]. Colloids Surfaces A, 2006, 274: 154-162. [5] Crini G. Non-conventional low-cost adsorbents for dye removal: a review [J]. Bioresource Technology, 2006, 60: 67-75. [6] Al-Futaisi A, Jamrah A, Al-Rawas A, Al-Hanai S. Adsorption capacity and mineralogical and physico-chemical characteristics of Shuwaymiyah palygorskite (Oman) [J]. Environmental Geology, 2007, 51: 1317-1327.
同类课题研究水平概述
- 许多工业领域如纺织、造纸、印染、皮革和冶金等行业每年都产生大量有色废水，这类污染物以高化学和生物需氧量(COD、BOD)、难以降解和毒性而引起重视。目前，对染料废水的处理主要有化学沉淀法，生物处理法和吸附法。但有色污水中染料毒性强、难降解，有些染料降解后也会产生致癌和有毒物质，因此不能单纯依靠生化或物化等方法，吸附法对各种染料污水的处理就是一种有力的补充手段。活性炭是一类应用较早较有效的吸附剂，但它成本高，再生困难。近年来，利用廉价材料作为染料吸附剂在有色污水的处理中得到较多的研究，然而，吸附选择性差、吸附量低的缺陷限制了这些材料的应用。生态环境材料（ecomaterials）赋予传统结构材料、功能材料以优异环境协调性，是21世纪材料科学的发展方向。为开发出环境负荷最小、再循环利用率最高的生态材料，目前主要研究对象有① 生物降解高分子材料如纯天然材料，本身是一种再生资源，且来源广泛，价格低，可以进行生物降解，是生态材料中的一个重要的研究领域；② 循环再生材料，如利用废弃物生产建材陶瓷制品，生活垃圾发电等；③能分离、分解或吸收废气或废液的净化材料，如空气过滤器、吸附净化材料；④绿色能源材料和仿生材料。 近年来，有些科学家注意到，利用一些生态环境材料的吸附交换性能来处理废水，成本低、环境友好、效果佳。如凹凸棒石、蒙脱石、海泡石、木质素和壳聚糖等具有优良的离子交换和吸附性能，可用作生活污水和富营养水体的过滤、工业废水、废液的离子交换剂和吸附剂等。 凹凸棒石（Attapulgite）粘土是水合镁铝硅酸盐矿物, 凹凸棒石粘土具有链层状结构，在晶体结构中存在一系列晶体孔道、比表面积大，有很强的物理吸附能力。由于晶体中类质同象置换，存在晶体缺陷和空位，使凹凸棒石带有层面负电荷，并依靠层间吸附的阳离子以使电荷平衡，对重金属离子和其它物质的吸附主要是通过上述吸附机理达到预期效果的。本文主要研究天然凹土对亚甲基蓝染料的吸附行为，利用廉价的原料且获得了理想的吸附效果。
