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正文內(nèi)容

殼聚糖高嶺土復(fù)合材料對亞甲基藍(lán)溶液的脫色研究_畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2024-08-14 08:13 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 小的微晶或隱晶狀態(tài)存在,并以致密 塊狀或土狀集合體產(chǎn)生 。具有巨大的比表面積和吸附容量,良好的吸附性能。 10 亞甲基藍(lán)染料的危害 亞甲基藍(lán)是廣泛應(yīng)用于印染工業(yè)的染料, 為 金紅色閃金光或閃古銅色光的粉狀物,溶于水,稍溶于酒精則呈藍(lán)色;遇濃硫酸呈 黃光 綠色;稀釋后呈藍(lán)色;水溶液中加入氫氧化鈉溶液后呈紫色或出現(xiàn)暗紫色沉淀。 染料廢水是目前我國主要的有害工業(yè)廢水之 一 。 這類廢水濃度高 、 色度深 、 降解難 、 成分復(fù)雜,直接排 入水中會引起水質(zhì)污染 。 在眾多的染料廢水中,偶氮染料廢水被公認(rèn)是難治理的高濃度有機(jī)廢水之一 。 亞甲基藍(lán)是水溶性偶氮染料的代表性化合物,在水溶液中會形成有機(jī) “ 陽離子型 ” 的季胺鹽離子基團(tuán),且色度很高,對人體有這高突變性和致癌性,對環(huán)境污染嚴(yán)重。 國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 Wong 等 [11]以蟹殼分離出的甲殼素制成的殼聚糖來處理 5 種酸性染料 (酸性綠 2酸性黃 酸性黃 1酸性紅 18 和酸性紅 73 廢水,發(fā)現(xiàn) Langmuir 等溫線與酸性綠 2酸性黃 1酸性紅 18 和酸性紅 73 的吸附過程有很好的關(guān)聯(lián) 。而酸性黃 10 染 料的吸附過程則符合 Freundlich 等溫線。 朱啟忠等 [12]研究了殼聚糖對酸性品紅染料的吸附性能,發(fā)現(xiàn)在固定染料濃度和體積的情況下,殼聚糖對酸性品紅染料吸附 2h 就能達(dá)到吸附飽和,并具有很好的脫色效果。此結(jié)果為殼聚糖應(yīng)用于印染廢水處理提供了一定的理論根據(jù)。由于殼聚糖在酸性條件易水解,導(dǎo)致吸附能力下降。 Annadurai等 [13]研究了殼聚糖吸附處理活性黑 13染料,實(shí)驗(yàn)過程中控制反應(yīng)時間、染料的初始濃度、殼聚糖顆粒大小、 PH值和溫度,并對它們進(jìn)行優(yōu)化,得出最佳吸附條件。在最佳吸附條件下,吸附容量達(dá)到 ,吸附機(jī)制主要為粒子內(nèi)擴(kuò)散作用。通過吸附熱動力學(xué)研究,得出焓變值為 ,表明吸附過程為吸熱反應(yīng)。 陳亮 [14]等研究殼聚糖吸附 處理廢水的進(jìn)展,發(fā)現(xiàn) 殼聚糖作為一種天然高分子吸附劑具有良好的吸附性能 , 尤其是對水中的污染物質(zhì) :重金屬染料、其它有機(jī)物等吸附性能良好 , 而且用殼聚糖作為吸附劑能回收有價值的物質(zhì) , 不用再生 , 殼聚糖作為吸附劑的使用將會有越來越廣闊的前景。但是,對殼聚糖吸附機(jī)理的研究僅限于對染料和重金屬的吸附方面 , 研究的范圍也局限于吸附平衡和單一步驟的動力學(xué) , 另外控制步驟也僅考慮殼聚糖外部及內(nèi)部的質(zhì)量轉(zhuǎn)移速率。對殼聚糖吸附機(jī)理的研究工作有待進(jìn)一步開展。 Chiou 等 [15]采用交聯(lián)劑多聚磷酸鈉、環(huán)氧氯丙烷等對普通殼聚糖進(jìn)行改性,并制備成為微球,大大提高了其耐酸性,并應(yīng)用于活性紅 189 染料的吸附,微球?qū)钚约t 189染料的飽和吸附量達(dá)到 1802~ 1840g/kg,具有良好的吸附效果。 韓照祥 [16]以殼聚糖 (chitosan)為原料,與鹵代烷反應(yīng)進(jìn)行烷基化改性,用改性后的殼11 聚糖對酸性鉻藍(lán) K、曙紅 Y 和亞甲基藍(lán)的染料廢水進(jìn)行處理,研究了 PH、投加量、時間和溫度對脫色效果的影響。結(jié)果表明,在 酸性較強(qiáng)的情況下,添加吸附劑的量有所減少,并且酸性越強(qiáng),減少量越多 。在一定范圍內(nèi),脫色率隨溫度的升高而增大 。隨著吸附劑添加量的增加,脫色率有所提高 。對 3 種不同染料的脫色效果為:酸性鉻藍(lán) K曙紅 Y亞甲基藍(lán) 。吸附過程能較好地遵循二級動力學(xué)模型和 Freundlich 等溫方程。 姜玉梅 [17]等 利用殼聚糖與無機(jī)絮凝劑氫氧化鎂進(jìn)行了復(fù)合 , 并以亞甲基藍(lán)和艷蘭作為模擬廢水來進(jìn)行脫色試驗(yàn)通過在不同的各種條件下廢水的脫色率 , 發(fā)現(xiàn)在 pH = 9. 0,投加比為 1: 6, 投加量為 0. 5 g, 沉降時間為 6 m in, 溫度為 20。 C 條件下 , 氫氧化鎂 殼聚糖磁性微球投入到模擬廢水 (艷蘭、亞甲基藍(lán) )中的脫色率最佳 , 都可達(dá)到 99% 左右。與單純的殼聚糖相比 , 氫氧化鎂 殼聚糖磁性微球的絮凝速度快、用量少 , 脫色效果好等優(yōu)點(diǎn) , 因而有著廣闊的應(yīng)用前景。 王應(yīng)紅 [18]等用含鉻革廢屑、殼聚糖及戊二醛交聯(lián)聚合制備了處理酸性廢水染料的吸附材料,并用差式掃描量熱 (DSC)對其熱穩(wěn)定性進(jìn)行表征 。用酸性紅染料 B1 模似酸性廢水染料,用分光光度法考察了交聯(lián)劑戊二醛用量、吸附時間、 PH 對染料脫色效果的影響。研究表明,戊二醛交聯(lián)劑的用量對材料的熱穩(wěn)定性及對酸 性廢水的脫色均有不同程度的影響。在 20℃ ,殼聚糖:含鉻廢革屑:戊二醛量比為 1: 4: 1 時,可得到一個熱穩(wěn)定性好的吸附材材料,其脫色率可達(dá) %以上。在 PH 為 ~ 6 時,脫色率可達(dá) %以上。而且材料再生性好,其脫附率可達(dá)到 90%以上。該材料對酸性紅 B1 實(shí)際廢水有良好的吸附效果,脫附率仍可達(dá)到 90%以上。 邢國秀 [19]以環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)的殼聚糖為原料,以自制備的陽離子化試劑 2, 3環(huán)氧丙基三甲基氯化銨作為醚化劑,采用半干法合成了交聯(lián)陽離子殼聚糖,取代度為 。本文在靜態(tài)條件下,研究了交聯(lián)陽離子殼聚 糖對活性艷紅 KE3B 的吸附,探討了交聯(lián)陽離子殼聚糖吸附活性艷紅 KE3B 的最佳工藝條件。結(jié)果表明,交聯(lián)陽離子殼聚糖對活性艷紅具有較好的吸附性能,吸附的最佳 PH 值為 5~ 6,最佳吸附時間為 20min,飽和吸附量為 ,吸附率最大可達(dá) %以上。 李海燕 [20]以殼聚糖為原料采用反相懸浮交聯(lián)法制備了球狀殼聚糖樹脂 (RCM),通過靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)研究了 RCM 對檸檬酸的吸附熱力學(xué)和動力學(xué)特性 .結(jié)果表明,吸附符合Laugmuir 等溫曲線,且平衡常數(shù)隨著溫度升高而升高;吸附是非自發(fā)熵增加的吸熱過程;在相同的 溫度下,隨著溶液中檸檬酸濃度的增加,吸附勢逐漸降低;初始濃度相同時,隨著溫度的升高吸附勢升高;在 298, 308, 318 K 下, RCM 對檸檬酸的飽和吸附量分別為 , , mg/g;吸附屬二級動力學(xué)吸附,粒子內(nèi)擴(kuò)散是控速步驟,吸附速率常數(shù)隨著溫度升高而增加。為 RCM 在檸檬酸的生產(chǎn)、橙汁降酸工藝中的應(yīng)用提供理論12 依據(jù)。 王亞玲 [20]等 以四甲氧基硅烷和殼聚糖作用得到殼聚糖 二氧化硅凝膠復(fù)合物,研究其對甲基橙溶液的吸附,考察了各種條件對吸附的影響。結(jié)果表明,吸附劑可穩(wěn)定應(yīng)用于不同酸度的溶液中,尤 其在中性至弱堿性范圍內(nèi)及常溫下對甲基橙有較高的吸附率(大于 85%);并具有良好的重復(fù)使用性能,經(jīng)過 10 批次的再生,吸附率仍大于 85%。該吸附劑有望應(yīng)用于染料廢水的處理中。 龍來壽 [22]等研究殼聚糖對高嶺土精選廢水的絮凝性能。結(jié)果表明 殼聚糖對高嶺土精選廢水中的懸浮物具有很強(qiáng)的絮凝處理效能,電性中和、吸附架橋是殼聚糖的主要絮凝作用機(jī)理。在 pH 值為 4. 0~ 7. 0,殼聚糖投加量為 8. 0 mg/L,絮凝程序?yàn)?260 r/min 快速攪拌 1 min、 130 r/min 中速攪拌 3 min、 70 r/min 慢速攪拌 3 min 條件下,殼聚糖對懸浮物的去除率大于 96%。顆粒 ζ 電位測定結(jié)果表明,電性中和吸附架橋是殼聚糖絮凝的主要作用機(jī)理。 羅秀芬等 [23]研究高嶺土對亞甲基藍(lán)的吸附行為發(fā)現(xiàn)隨著高嶺土尾礦粒徑的減小,其對亞甲基藍(lán)的吸附能力明顯提高。 pH 對亞甲基藍(lán)的吸附影響較大,堿性條件下吸附較好。高嶺土尾礦用量越大,其吸附亞甲基藍(lán)的效果越好,并且服從 Freundlich 等溫吸附方程式。高嶺土尾礦對亞甲基藍(lán)的脫色率隨其濃度的增加而下降,但吸附總量增加。高嶺土尾礦對亞甲基藍(lán)吸附的隨時間的增加、溫度的升高而增加。高嶺土尾礦是吸附亞 甲基藍(lán)的理想候選材料。 許志軍等 [24]研究高嶺土活化試制吸附脫色劑, 研究了湛江高嶺土經(jīng)活化制作吸附脫色劑的反應(yīng)條件。通過產(chǎn)物性能檢測表明,湛江市高嶺土活化處理后,對鈣離子有較高的吸附交換量,對粗糖液也有一定的脫色能力。 經(jīng)進(jìn)一步優(yōu)化條件,改善產(chǎn)物性能,可望用作洗滌劑,糖廠脫色劑原料。 喬俊蓮 [25]等 利用化學(xué)還原的方法制備銀溶膠,通過在吸附了活性艷紅的高嶺土基體上沉積銀,獲得了活性艷紅在高嶺土上的表面增強(qiáng)拉曼光譜,探討了活性艷紅在高嶺土上的吸附機(jī)理 .結(jié)果表明,活性艷紅和銀溶膠均以范德華力和靜電引力直接吸附 于高嶺土上, 且銀溶膠對活性艷紅在高嶺土上的拉曼信號有顯著的增強(qiáng)效應(yīng)。 顧正等 [26] 采用浸漬法制備了 Cu( II ) AgNbO3 光催化劑,用 XRD、 FT?IR、 DRS、XPS 和 SEM 對催化劑進(jìn)行表征和分析。以亞甲基藍(lán)為模擬污染物, 在紫外光下考察Cu( II )摻雜對 AgNbO3 光催化效果的影響。分析顯示 , 摻雜 Cu( II )后 AgNbO3 晶型及表面形貌沒有發(fā)生變化 。 但在可見光區(qū)的吸光度得到有效提高。光催化脫色結(jié)果表明 ,當(dāng) Cu( II)的摻雜量為 2% (質(zhì)量比 ), 熱處理溫度為 300 , 催 化劑用量為 1 g /L, 亞甲基藍(lán)初始濃度為 10 m g /L, 溶液 pH 值為 7?15 時 , Cu(II) AgNbO3 紫外光催化亞甲13 基藍(lán)脫色的效果最好 , 3 h 后 , 亞甲基藍(lán)脫色率可達(dá) %。 馮青琴等 [27] 采用溶膠 凝膠法在 Al2O3 表面負(fù)載 TiO2 制取 TiO2/ Al2O3 催化劑,以亞甲基藍(lán)為研究對象考察了 TiO2/Al2O3 催化劑的煅燒溫度、亞甲基藍(lán)反應(yīng)初始濃度、介質(zhì)酸度及 TiO2/ Al2O3 催化劑用量對 TiO2/ Al2O3 超聲波降解脫色高濃度亞甲基藍(lán)溶液的影響實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn) :煅燒溫度對 TiO2/ Al2O3 的活性有很大影響,有較大的制約作用。 煅燒溫度在 480 ℃ 時最佳;亞甲基藍(lán)溶液的超聲降解脫色速率隨初始濃度的增大而降低,隨介質(zhì)酸度的增加,降解速率加快,中性條件下降解速率最低,當(dāng) PH 值呈堿性時,降解速率又有所提高。在 TiO2/Al2O3 催化劑作用下,超聲波降解脫色高濃度亞甲基藍(lán)溶液效果較好,能夠有效的完成高濃度亞甲基藍(lán)溶液的降解脫色。 楊士建 [28]等 運(yùn)用紫外可見光譜、傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜和 13C 核磁共振譜以及水相中溶解性有機(jī)碳和固相上元素碳分析等技術(shù)對鈦磁鐵礦異相 Fenton法脫色亞甲基藍(lán)的過程進(jìn)行了研究。研究表明:鈦磁鐵礦異相 Fenton 法對亞甲基藍(lán)的脫色速率遠(yuǎn)高于磁鐵礦;在鈦磁鐵礦異相 Fenton 法脫色亞甲基藍(lán)過程中,脫除的亞甲基藍(lán)都已被降解,且鈦磁鐵礦沒有發(fā)生相變;雖然鈦磁鐵礦異相 Fenton 法不能使亞甲基藍(lán)礦化,但亞甲基藍(lán)結(jié)構(gòu)中的苯環(huán)已經(jīng)被打開。 付猛 [29]等 以亞甲基藍(lán)為目標(biāo)污染物, 以凹凸棒石為吸附劑, 研究煅燒溫度、吸附溫度、吸附時間和凹凸棒石用量對亞甲基藍(lán)水溶液脫色性能的影響。結(jié)果表明, 煅燒溫度、吸附溫度、吸附時間和凹凸棒石用量是凹凸棒石吸附亞甲基藍(lán)的重要 影響因素。在煅燒溫度為 350。 C 時,亞甲基藍(lán)水溶液的脫色率可達(dá) 69%; 隨吸附時間的延長, 凹凸棒石對水溶液中亞甲基藍(lán)的脫色率增大,吸附時間超過 30 m in 后, 凹凸棒石吸附即可達(dá)到平衡 。 隨吸附溫度的升高, 凹凸棒石對亞甲基藍(lán)水溶液的脫色率呈上升趨勢 。隨凹凸棒石用量的增加, 水中亞甲基藍(lán)的脫色率隨之增大, 在投加量為 1. 0 1. 5 g 時, 單位質(zhì)量純凹凸棒石對亞甲基藍(lán)的吸附量較高。 朱麗楠 [30]等考察了高壓脈沖電場中陶粒填充床對于亞甲基蘭的脫色效能 . 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 , 在高壓脈沖電場與陶粒的相 互作用下 , 亞甲基蘭得到了有效去除 . 當(dāng)反應(yīng)條件為電壓 25 kV, 通入空氣流量為 270 mL /m in, 亞甲基蘭溶液初始質(zhì)量濃度為 5 m g /L,流速為 40 mL /m in, 在反應(yīng) 180 m in 時 , 去除
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