【正文】 5 5 實(shí)驗(yàn)方法 6 6 6 7 六價(jià)鉻的測定方法 7 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 8第三章 花生殼對Cr6+最佳吸附條件的探討 9 概述 9+性能的影響 9+性能的影響 10 吸附時(shí)間對花生殼吸附Cr6+性能的影響 11+性能的影響 11+性能的影響 12 13 本章小結(jié) 14第四章 改性花生殼對六價(jià)鉻離子的吸附研究 15 概述 15 6+性能的影響 15 投加量對改性花生殼吸附Cr 6+性能的影響 16 溶液pH對改性花生殼吸附Cr 6+性能的影響 16 吸附溫度對改性花生殼吸附Cr 6+性能的影響 17 吸附時(shí)間對改性花生殼吸附Cr6+性能的影響 18 19 本章小結(jié) 20第五章 花生殼活性炭對六價(jià)鉻離子的吸附研究 21 21 花生殼活性炭最佳制備工藝探討 21 最佳ZnCl2濃度 21 最佳活化溫度 22 最佳料液比 23 最佳活化時(shí)間 24 花生殼活性炭對六價(jià)鉻最佳吸附條件的探討 25 6+性能的影響 25 溶液pH對花生殼活性炭吸附Cr6+性能的影響 26 吸附時(shí)間對花生殼活性炭吸附Cr6+性能的影響 26 吸附溫度對花生殼活性炭吸附Cr6+性能的影響 27 吸附等溫模型 28 本章小結(jié) 28第六章 結(jié)論與建議 30參考文獻(xiàn) 31致 謝 3435 / 40第一章 前言 研究的背景與意義吸附法是利用吸附劑的獨(dú)特結(jié)構(gòu)去除重金屬離子的一種具有潛力的污水凈化措施。近年來，生物質(zhì)材料（如花生殼）作為吸附劑用于污水凈化逐漸成為一個(gè)研究熱點(diǎn)，雖然生物質(zhì)材料來源豐富、取材方便、價(jià)格低廉、用后不必再生、可直接處理，大大降低了重金屬廢水的處理費(fèi)用，因而具有很好的應(yīng)用前景[12]。盡管這些材料廉價(jià)（如花生殼），但普遍存在吸附量不高，很難得到實(shí)際應(yīng)用，因此開發(fā)廉價(jià)且高效的重金屬吸附劑是最為關(guān)鍵的核心問題[3]。以花生殼為基礎(chǔ)原料進(jìn)行改性、活化可制備出新型吸附劑，具有較高且穩(wěn)定的吸附能力[4]。含鉻廢水中的鉻主要以Cr6+化合物存在，與Cr3+相比，Cr6+具有致癌致突變能力，在低濃度下也具有相當(dāng)高的毒性，而且容易遷移，具有很強(qiáng)的氧化能力，其毒性是Cr3+的500倍，對環(huán)境具有很大的危害，因而降低水體中鉻的含量就顯得尤為重要[5]。據(jù)估計(jì)，全球每年釋放到環(huán)境中的有毒重金屬達(dá)數(shù)百萬噸，造成水體中重金屬污染，一直是世界普遍存在的環(huán)境污染問題。因此含鉻廢水的有效處理己成為全世界環(huán)境科技工作者共同關(guān)注的問題[6]。將花生殼改性和制備成活性炭用于廢水處理，可達(dá)到以廢治廢，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益及環(huán)境效益的統(tǒng)一。目前采用花生殼作為吸附劑處理Cr6+的研究已有報(bào)導(dǎo)。得出最佳反應(yīng)條件為：、在室溫條件下，向50mL 20 mg劉智峰等[9]，加入500mL、1mol通過分析溶液pH值、溶液中Cr6+的初始濃度等因素對吸附效率的影響，得出pH值對吸附效率的影響最大，最佳吸附條件為：，Cr6+濃度為40mgL1，反應(yīng)時(shí)間100min，Cr6+%。最終得出最佳吸附條件為：活化溫度為500℃，活化時(shí)間為1h，花生殼與氯化鋅溶液的料液比為1:2，氯化鋅溶液質(zhì)量濃度為30%，制得的活性炭。以上研究僅限于對其中一種花生殼做了研究，而本文對花生殼、改性花生殼、花生殼活性炭三種花生殼都做了研究，對比三種花生殼的吸附研究?？疾旎ㄉ鷼び昧?、pH、吸附時(shí)間、吸附溫度等變量對Cr6+吸附過程的影響，從而確定最佳吸附條件，研究吸附機(jī)理，為農(nóng)業(yè)廢棄物花生殼的綜合利用奠定理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。（2）采用不同方法對花生殼進(jìn)行改性，確定最佳的改性方法。（3）采用花生殼為原料，使用ZnCl2作為活化劑制備花生殼活性炭。利用制備的花生殼活性炭吸附六價(jià)鉻離子，考察花生殼用量、吸附時(shí)間、吸附溫度、溶液pH四個(gè)變量對吸附效果的影響，確定最佳吸附條件。三用恒溫水箱，上海申光儀器儀表有限公司；721型可見分光光度計(jì)，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司； DGF200ZZ型電熱谷峰干燥箱，中華人民共和國重慶試驗(yàn)設(shè)備制造廠；FA1604N電子天平，上海精密科學(xué)儀器有限公司；pHS3C型數(shù)字式酸度計(jì)；CJT81B磁力攪拌器；SHZ88臺(tái)式水浴恒溫震蕩器，江蘇省太倉實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠；JJ1精密定時(shí)電動(dòng)攪拌器，江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司。（2）鉻標(biāo)準(zhǔn)使用液：吸取200mL鉻標(biāo)準(zhǔn)貯備液于1000mL容量瓶中，用水稀釋至標(biāo)線，搖勻。使用當(dāng)天配制。顏色變深后不能使用。（5）（1+1）磷酸：將磷酸(H3PO4，ρ=，優(yōu)級純)與水等體積混合[11]。（7）1moL/L磷酸：，混勻。（9）甲醛/硫酸溶液：甲醛/硫酸=1:5，甲醛分析純?yōu)?4%。（11）%氯化鋅溶液：用30g氯化鋅固體溶于100g水中，攪拌，直至完全溶解。（13）%氯化鋅溶液：用50g氯化鋅固體溶于100g水中，攪拌，直至完全溶解。（15）%氯化鋅溶液：用70g氯化鋅固體溶于100g水中，攪拌，直至完全溶解。 實(shí)驗(yàn)方法花生殼洗凈后，在烘箱內(nèi)烘干，粉碎后過篩，選出粒徑介于1020目、2040目、40100目、100目以下的顆粒，在80℃烘干后放入干燥器中備用[12]。（2）磷酸改性：，加入50mL1moL/L的磷酸溶液，攪拌1h，離心去除液體部分，用75℃的去離子水清洗，去除游離的磷酸，在50℃烘干備用[9]。將花生殼洗凈、烘干、粉碎、過篩，取用1020目花生殼，質(zhì)量濃度為30%的氯化鋅溶液按料液比為1：3混合，充分?jǐn)嚢杌旌?，浸?4h后，將料液移至坩堝中，置于馬弗爐中燒制活化90min，冷卻后用1%的稀鹽酸溶液洗滌，再用蒸餾水洗滌至pH=57，再在烘箱里烘干，研磨，用40100目篩篩分，備用，即得所需的花生殼活性炭[15]。加入2mL顯色劑溶液，搖勻。六價(jià)鉻的吸附率為E[11]。 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制取9支50mL比色管，依次加入0、以吸光度為縱坐標(biāo)，相應(yīng)六價(jià)鉻溶液濃度為橫坐標(biāo)繪出標(biāo)準(zhǔn)曲線[11]，如圖21所示?；ㄉ鷼ぶ饕赡举|(zhì)素、纖維、半纖維蛋白質(zhì)和一些低分子組分所組成。將花生殼經(jīng)洗凈、粉碎預(yù)處理后可直接用于吸附溶液中的金屬離子。以物理過程為主，化學(xué)過程一般以提高物理過程為目的[16]。吸附過程的總速率取決于其中最慢的步驟(即速率控制步驟)。因此，總的吸附速率由顆粒外擴(kuò)散或顆粒內(nèi)擴(kuò)散控制，分為以下三種情況：顆粒外擴(kuò)散顆粒內(nèi)擴(kuò)散；顆粒外擴(kuò)散顆粒內(nèi)擴(kuò)散；顆粒外擴(kuò)散≈顆粒內(nèi)擴(kuò)散。通常情況下，顆粒內(nèi)擴(kuò)散控制整個(gè)吸附過程的條件是：混合效果良好、吸附質(zhì)濃度高、顆粒粒徑大、吸附質(zhì)和吸附劑之間的親和力差；反之，吸附過程則由顆粒外擴(kuò)散控制[12]。表31 花生殼目數(shù)對花生殼吸附Cr6+性能的影響粒徑（目）1020目2040目40100目100目以下去除率%%%%考察花生殼目數(shù)對吸附效果的影響，由表31可以看出，花生殼的吸附能力隨著花生殼目數(shù)的升高，去除率不斷上升，直至100目以下，%，可見目數(shù)對吸附率有很大的影響。+性能的影響、20mg/L的六價(jià)鉻溶液，溫度為20℃時(shí)，恒溫振蕩100min，測定吸光度，計(jì)算去除率。由于增大花生殼用量，比表面積增大，孔道增多，使得可接受Cr6+的活性點(diǎn)位增多[6]。 吸附時(shí)間對花生殼吸附Cr6+性能的影響，溫度為20℃時(shí)，恒溫振蕩20min、40min、100min、120min、140min、150min、160min，測定其吸光度，計(jì)算去除率。主要原因是吸附初始階段花生殼表面有大量的活性點(diǎn)位，能迅速聚集溶解于水中的Cr6+，并且較高的濃度差造成的傳質(zhì)推動(dòng)力；隨著吸附反應(yīng)的不斷進(jìn)行，花生殼表面堆積了大量Cr6+，提供的活性位點(diǎn)減少，阻礙了Cr6+運(yùn)動(dòng)，同時(shí)溶液中Cr6+濃度在迅速下降使Cr6+在兩相中的濃度差驅(qū)動(dòng)減弱，吸附效率下降低，去除率變緩[6]。故本實(shí)驗(yàn)選擇吸附時(shí)間為150min。加入100mL 20mg/L的六價(jià)鉻溶液，在溫度為20℃，恒溫振蕩150min，、測定其吸光度，計(jì)算去除率。當(dāng)pH=，%?？疾煳綔囟葘ㄉ鷼の紺r6+的影響，由圖34可以看出，當(dāng)溫度為20℃時(shí)，%。故本實(shí)驗(yàn)選擇吸附溫度為20℃。Langmuir模型[20]是最常用的吸附等溫線方程，基于以下假設(shè)條件：吸附質(zhì)只能在固體表面上呈單分子層吸附；固體表面的吸附作用是均勻的；被吸附分子之間無相互作用。Langmuir模型其線性表達(dá)式為： Ce/qe=Ce/qm+1/bqm (式22)式中：qe—平衡時(shí)的吸附量，mg/g；qm—飽和吸附量，mg/g；Ce一吸附平衡時(shí)Cr6+的濃度，mg/L； b一吸附速率常數(shù)，L/mg。表32 未改性花生殼 Langmuir相關(guān)參數(shù)（溫度20℃）模型擬合方程相關(guān)系數(shù)Langmuiry=+R2=qm =b=圖35花生殼吸附等溫模型 本章小結(jié)根據(jù)花生殼目數(shù)、花生殼用量、溶液pH、吸附時(shí)間、吸附溫度因素的條件下，使用單一變量，確定吸附最佳條件。