【正文】 藻土的掃描電鏡（JSM6700F掃描電子顯微鏡，公司）（圖4）表明，改性硅藻土表面覆蓋著一些材料可能是殼聚糖。通過實驗研究在不同溫度和pH值下，改性硅藻土吸附染料的效果。簡單地說，用來處理50mL陰離子染料溶液。初步的實驗是，用不同濃度的殼聚糖改性硅藻土樣品（0，10，20，50 mg/g）然后進(jìn)行比較，以找到最有效的吸附劑。因此本研究選擇了低品位硅藻土為研究對象為了就是使這個無用的材料改變成一種有益的資源。研究者[17]已經(jīng)改進(jìn)了一些過程，例如，使用錳氧化物通過微乳液法和煅燒進(jìn)行對硅藻土的性能改善。如今，為了減少吸附過程的成本，許多研究人員試圖利用廉價而有效的材料作為吸附劑，沸石[5]、膨潤土[6]、粉煤灰[7]，等等。雖然實驗儀器有限，實驗設(shè)備有限，但我們相互配合，合理安排時間；雖然實驗常常不順心，但我們相互鼓勵，共同進(jìn)步，使得我們小組都成功地完成了實驗。改性硅藻土處理乙烯廢堿液的最佳工藝條件為:吸附時間為40 min、吸附溫度為20 ℃、 g、乙烯廢堿液的pH為3。隨著廢水pH的不斷降低，廢堿液中的硫去除率不斷增加，這是因為乙烯廢堿液中的S2與H+發(fā)生反應(yīng)生成H2S氣體[30]。改性硅藻土加入量對于硫去除率具有顯著影響。圖35 吸附時間對硫去除率的影響吸附溫度對硫去除率的影響趨勢見圖36。 改性硅藻土處理乙烯廢堿液實驗 吸附時間對硫去除率的影響 g改性硅藻土和20 mL乙烯廢堿液，再將廣口瓶置于恒溫水浴振蕩器中在25 ℃下振蕩反應(yīng)，其時間分別設(shè)為10 min、20 min、30 min、40 min、50 min、60 min、70 min，待吸附結(jié)束后，將廣口瓶取出過濾, 取過濾后水樣分析其硫化物濃度，通過考察硫去除率來確定吸附時間對吸附效果的影響趨勢。 改性溫度對硅藻土改性效果的影響 g硅藻土，再分別加入12 mL濃度為4 mol/L的鹽酸溶液，放在恒溫水浴振蕩器中振蕩40 min，其溫度分別設(shè)為20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃，待吸附結(jié)束后取出，將改性硅藻土水洗至中性后過濾，將濾渣放到電熱鼓風(fēng)干燥箱中烘干至恒重，得到改性硅藻土。 改性時間對硅藻土改性效果的影響 g硅藻土，再分別加入12 mL濃度為4 mol/L的鹽酸溶液，放在恒溫水浴振蕩器中振蕩40 min后取出，溫度分別為將改性硅藻土水洗至中性后過濾，將濾渣放到電熱鼓風(fēng)干燥箱中烘干至恒重，得到改性硅藻土。 鹽酸濃度對硅藻土改性效果的影響 g硅藻土，再分別加入濃度為1 mol/L、2 mol/L、3 mol/L、4 mol/L、5 mol/L、6 mol/L的12 mL鹽酸溶液，于25 ℃下放在恒溫水浴振蕩器中振蕩，30 min后取出，將改性硅藻土水洗至中性后過濾，將濾渣放到電熱鼓風(fēng)干燥箱中烘干至恒重，得到改性硅藻土。 g，分別投加到裝有20 mL乙烯廢堿液的廣口瓶中，于25 ℃下恒溫水浴振蕩器中振蕩30 min，取出廣口瓶過濾，取濾液分析其硫化物濃度,通過考察硫去除率來確定液固比對硅藻土改性效果的影響趨勢。COD的計算公式如下： （）式中：C—硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度，mol/L； V0—滴定空白時硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液用量，mL； V1—滴定水樣時硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量，mL； V—水樣的體積，mL；8—氧（1/2O）摩爾質(zhì)量，g/mol。硫酸鹽濃度的計算公式如下： 硫酸鹽 （）式中：M—由校準(zhǔn)曲線查得的SO42量，mg； V—取水樣體積，mL。試驗結(jié)果和數(shù)據(jù)見附表1，圖21。（4）硫酸鹽標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 g優(yōu)級純無水硫酸鈉（Na2SO4），溶于少量水，置1000 mL容量瓶中，稀釋至標(biāo)線。實驗過程中所用的試劑如表21所示。 改性硅藻土處理乙烯廢堿液原理改性硅藻土具有很大的比表面積和表面能，對乙烯廢堿液中的污染物質(zhì)具有很強(qiáng)的吸附能力，處理乙烯廢堿液主要靠物理吸附作用。結(jié)果表明，用微波活化改性后的硅藻土對水中硫化物的吸附能力比天然硅藻土顯著增強(qiáng)，硫化物的去除率能達(dá)到87%以上。（4）聚二甲基二烯丙基氯化銨改性曹亞麗[27]用聚二甲基二烯丙基氯化銨對提純后的硅藻土進(jìn)行表面改性，用制得的改性硅藻土進(jìn)行吸附去除水中腐植酸的實驗研究。該研究成果在河北省某污水廠做應(yīng)用試驗，初步效果較為理想。實驗結(jié)果表明，在時間為50 min，溫度為25 ℃，pH為3， g的條件下，改性硅藻土對染料的吸附效果非常好，%。實驗結(jié)果表明，在低離子強(qiáng)度、中偏堿性、室溫的條件是有利于吸附過程進(jìn)行的，吸附時間為30 min，經(jīng)改性硅藻土處理后的電鍍廢水中Pb2+和Zn2+的去除率可達(dá)到98%以上，Pb2+和Zn2+的濃度均達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978—1996)一級標(biāo)準(zhǔn)。處理后殘留Pb2+濃度低于國家排放標(biāo)準(zhǔn)。所以在實際應(yīng)用中，首先是對硅藻土進(jìn)行改性，通過改性，可以使其對帶負(fù)電的膠體顆粒也能脫穩(wěn)。在溫度為80 ℃、時間為1 h、廢堿液中硫化鈉質(zhì)量濃度在100~200 g/L、硫化鈉與氧化鋅的質(zhì)量比為1:1的條件下，利用氧化鋅與氫氧化鈉反應(yīng)生成的鋅酸鈉與硫化鈉反應(yīng)生成硫化鋅，硫化鈉的轉(zhuǎn)化率可達(dá)95%。徐根良[11]利用活性炭處理拆船廠含油廢水。 吸附法吸附法是一種簡單、易行的處理廢水的方法。%左右，COD去除率在80%以上。但由于從廢堿液中回收的碳酸鹽純度低，利用價值低，釋放的H2S仍需燃燒，造成環(huán)境的二次污染。 中和法（1）硫酸中和法中和法是用硫酸將廢堿液中和到pH6~7，使H2S和CO2從廢堿液中的Na2S和Na2CO3中釋放出來，中和后的廢堿液送入汽提塔汽提所溶解的氣體和烴類[4]。廢堿液中除含有剩余的NaOH外，還含有在堿洗過程中生成的Na2S、Na2CO硫醇鈉等無機(jī)鹽。在此條件下可使20 mg/ mg/L，%，COD濃度由148000 mg/L降到12000 mg/L，%，達(dá)到了預(yù)期的效果。改性硅藻土處理乙烯廢堿液的實驗結(jié)果表明，改性硅藻土處理乙烯廢堿液的最佳工藝條件為:吸附時間為40 min、吸附溫度為20 ℃、 g、乙烯廢堿液的pH為3。為保持堿洗液的反應(yīng)活性，需要不斷從強(qiáng)堿段補(bǔ)充新鮮堿，同時從弱堿段排出廢堿，這樣就產(chǎn)生了廢堿液。 含硫廢堿液的處理現(xiàn)狀目前含硫廢堿液的處理方法主要有中和法、氧化法、吸附法、沉淀法等[3]。該處理廢堿液的方法工藝簡單，設(shè)備少，操作簡便，材質(zhì)無特殊要求，能耗量低，生產(chǎn)費用也低。李久萌[7]利用濕式催化氧化法在溫度為90 ℃， MPa，氧氣流量為4 L/h，pH為10， g/L的條件下，以丹寧酸作為催化劑反應(yīng)2 h。但該處理方法處理時所需成本較高，設(shè)備投資大。目前，主要的工業(yè)吸附劑有活性炭、活性氧化鋁、硅藻土、硅膠、沸石分子篩、活性炭纖維等。張述庸[12]用ZnO沉淀法處理乙烯廢堿液。如用普通的硅藻土作為廢水處理劑，因硅藻土表面帶負(fù)電荷而無法使膠體顆粒脫穩(wěn)，處理效果不佳。實驗結(jié)果表明，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的硫酸改性的硅藻土對廢水中Pb2+的去除初步效果較為理想，在Pb2+初始濃度為10 mg/L，用土量8 g/L，pH=7，室溫，180 r/min攪拌15 min的條件下，硫酸改性硅藻土對Pb2+%，處理效果較原硅藻土有明顯提高。Jinlu Wu等[19]用氫氧化鈉對硅藻土改性，用制得的改性硅藻土對電鍍廢水中的Pb2+、Zn2+進(jìn)行吸附實驗研究。Zhan Shulin等[22]用氫氧化鎂對硅藻土進(jìn)行改性，并用制得的改性硅藻土對陰離子染料進(jìn)行吸附實驗研究。實驗結(jié)果表明，%的溴化十六烷基三甲銨改性的硅藻土對廢水中苯酚、脂肪酸等有機(jī)物的去除效果最好，吸附去除率可達(dá)到80%。在中性溶液中，改性硅藻土對水溶液中的苯酚飽和吸附量可達(dá)92 mg/g；在酸性溶液中，改性硅藻土對水溶液中的苯酚產(chǎn)生一定的吸附作用，但由于聚乙烯亞胺分子鏈高度的質(zhì)子化，吸附量很低。劉景華等[29]采用微波輻射技術(shù)對硅藻土進(jìn)行活化改性，并用制得的改性硅藻土來處理工廠污水。第2章 實驗部分 實驗原理 硅藻土改性原理本課題采用鹽酸改性硅藻土，經(jīng)酸處理后的硅藻土顆粒表面變得粗糙，形成許多凹槽和孔洞，增大了顆粒的比表面積和孔容，提高了其對污染物質(zhì)的吸附能力。 實驗材料實驗過程中所用的乙烯廢堿液來自于中國石油錦州石化公司。（3） mol/L鹽酸溶液的配制 mL的36%鹽酸溶液至于100 mL容量瓶中，然后加蒸餾水稀釋至標(biāo)線。在420 nm波長，用10 mm比色皿測量吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[26]。在420 nm波長，用10 mm比色皿測量吸光度。記錄滴定空白時硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。第3章 結(jié)果與討論 硅藻土改性實驗 液固比對硅藻土改性效果的影響 g硅藻土，再分別加入3 mL、6 mL、9 mL、6 mL、12mL、15 mL、18 mL的質(zhì)量濃度為12 mol/L鹽酸溶液，于25 ℃下放在恒溫水浴振蕩器中振蕩，30 min后取出，將改性硅藻土水洗至中性后過濾，將濾渣放到電熱鼓風(fēng)干燥箱中烘干至恒重，得到改性硅藻土。所以本實驗選用的最佳液固比為4:1。因此，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，本實驗選用最佳鹽酸濃度為4 mol/L。因此，從經(jīng)濟(jì)角度考慮，本實驗選用的最佳改性時間為40 min。所以從經(jīng)濟(jì)角度考慮，本實驗選用的最佳改性溫度35 ℃。 吸附溫度對硫去除率的影響 g改性硅藻土和20 mL乙烯廢堿液，再將廣口瓶置于恒溫水浴振蕩器中振蕩反應(yīng)30 min，其溫度分別設(shè)為20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃，待吸附結(jié)束后，將廣口瓶取出過濾, 取濾液分析其硫化物濃度，通過考察硫去除率來確定吸附溫度對吸附效果的影響趨勢。圖37 改性硅藻土加入量對硫去除率的影響從圖37可以看出，在改性硅藻土加入量較少時，隨著加入量的增多，廢水中硫去除率顯著提高，曲線呈明顯上升趨勢； g時，%，加入量再增多，硫去除率變化較小，曲線趨于平緩。乙烯廢堿液的pH對硫去除率有一定影響。（3）改性硅藻土處理乙烯廢堿液的吸附溫度、吸附時間、改性硅藻土加入量和乙烯廢堿液的pH對硫去除率均有一定的影響。在此，謹(jǐn)向馮老師表示衷心的感謝！接下來要感謝的就是我們小組的組員們，我們彼此之間都很珍惜這段實驗室的日子。由于處理效率高和操作簡單，吸附已成功地應(yīng)用于處理染料廢水的過程中[2]。因此為了利用硅藻土作為吸附廢水中的陰離子染料的新型吸附劑，有必要對其進(jìn)行改進(jìn)。此外，目前的低品位硅藻土，SiO2含量低，被認(rèn)為是無用的，但事實上有很高的潛力成為一個有效的吸附劑。在這項工作中，殼聚糖（中國國藥化學(xué)試劑有限公司）作為改性劑。圖2 活性艷紅M8B（A）和直接綠B（B）的化學(xué)結(jié)構(gòu)記錄天然硅藻土和改性硅藻土吸附陰離子染料時的吸附等溫線。吸附劑的吸附量（Q，mg/g）是由以下公式計算而得： （1）式中：c0表示染料初始濃度，mg/L；c表示剩余的染料濃度，mg/L；V表示染料溶液的體積，L；M表示吸附劑的質(zhì)量，g。一個明顯的區(qū)別是因于酰胺[20]的振動吸收峰在1500~1600cm–1，這表明殼聚糖[21]氨基鍵合或吸附于硅藻土表面。圖5 改性硅藻土（a）和天然硅藻土（b）處理RR和DG的吸附等溫線表1 改性硅藻土（a）和天然硅藻土（b）吸附RR和DG的朗格繆爾和Freundlich常數(shù)用天然硅藻土處理的RR的朗格繆爾和Freundlich方程不符合平衡吸附數(shù)據(jù)。RR的吸附平衡是非常有趣的。圖6 吸附時間對改性硅藻土處理RR（a）和DG（b）影響的吸附等溫線許多研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果反應(yīng)速率受化學(xué)控制，偽二階模型[24]將是用來描述反應(yīng)的最合適的模型[1]。本文得到的偽二階模型常數(shù)在表2中列出。溫度影響實驗中，一些熱力學(xué)參數(shù)可以通過下列方程算得： (8) (9) (10)式中：KC表示平衡常數(shù)；?G0表示吉布斯自由能變化，kJ／mol；?S0表示熵的變化，J然而，DG的 ?G0的吸附在283 K是積極的。 176。因此，當(dāng)改性硅藻土作為吸附陰離子染料的吸附劑時，應(yīng)避免高pH。物理吸附也可以是使它們結(jié)合一起的機(jī)理。在等溫吸附實驗中，RR有一個非常有趣的吸附平衡:當(dāng)初始濃度較低時，質(zhì)子化的氨基是多余的，所以幾乎所有的RR分子可以被改性硅藻土吸附；隨著RR的初始濃度的增加，硅藻土表面質(zhì)子化的氨基會逐漸消耗掉；當(dāng)所有的NH3+被俘獲時，吸附量是恒定的。通過數(shù)據(jù)分析，在這項研究中的主要機(jī)制是殼聚糖改性硅藻土通過靜電吸引力吸附陰離子染料