改性松子壳吸附水中碱性品红的工艺研究
3.02.82.62.4Inkd=-4.435/t+16.66852R=0.99173InKd2.22.01.81.61.43.103.153.203.253.303.353.4031/T×10
图3-14 InKd对1/t的拟合图
由图3-14拟合得直线(R2=0.99173)结果如表3-3所示:
表3-3热力学各参数值
T/K Kd InKd
298.150 4.984 1.606 -3.981 138.582 36.873
308.150 11.320 2.427 -6.218
318.150 19.168 2.953 -7.810
?G(KJ·mol-1)
?S J/(mol·K)
?H (KJ·mol-1)
表3-3可以看出:松子壳吸附碱性品红的过程的自由能表明,此反应为自发的吸附过程,升温有助于促进吸附品红。 ΔH >0说明吸附碱性品红的过程是吸热反应。在固-液吸附体系,吸附和解吸过程同时存在,通常的吸附是放热过程,解析是个吸热过程,这样解吸水分子所吸收的热要大于吸附染料分子所放的热,这与升高温度染料的脱色率增大的实验结果相一致;ΔS>0说明吸附碱性品红的有序性减弱,这是由于解吸水分子使得水分子在松子壳上整齐排列变为水中的自由运动,自由度增大,是个熵增大的过程。
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榆林学院本科毕业论文
3.7红外光谱分析
对原料松子壳,改性后的松子壳,用碱性品红吸附后的松子壳做红外光谱图,如图3-15所示:
525048464442402326未改性6332885236916091436291723491629144810941136578611621改性透光率/836343230282624222045004000340034302905吸附后15871406110433883500300025002000150010005000波数(cm-1)
图3-15松子壳红外光谱分析
由图3-15可知原料松子壳、改性松子壳和吸附碱性品红后的松子壳的红外光谱图没有较明显的变化,说明改性松子壳吸附碱性品红属于物理吸附。在994-1104cm-1处出现C-O-C的伸缩振动吸收峰,在1406-1436cm-1处出现-NO2不对称伸缩振动波峰,在1503cm-1出现-NH2弯曲振动波峰,在2885-2917cm-1处出现饱和C-H的伸缩振动波峰,吸附碱性品红后在3400cm-1处,变化明显,出现-OH伸缩振动吸收峰。松子壳中可能存在的官能团有-OH、C-O-C、-NH2、-NO2、C-H等,而这些官能团对于松子壳的吸附而言具有决定性的作用。
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改性松子壳吸附水中碱性品红的工艺研究
结论
本实验以改性松子壳为原材料,吸附水中碱性品红,通过单因素实验对比不同条件下改性松子壳对水中碱性品红的吸附效果,进而确定最佳吸附条件:吸收波长、反应时间、改性松子壳投加量、pH、初始浓度和等电点等。得出最佳的实验条件为:改性松子壳的最佳投加量为6g/L,在设定温度为25℃时,吸附达到平衡时时间为2h,最佳浓度为300mol/L。最佳的pH=7,而碱性品红溶液的pH=6.86,与最佳pH基本接近,所以本实验不再调溶液的pH。
为了探究该吸附过程的反应机理,本论文又研究了吸附等温线、吸附动力学、吸附热力学和红外光谱分析、等电点分析。松子壳吸附碱性品红溶液,符合吸附为Langmuir单分子层吸附,吸附过程更符合准二级反应模型。由计算 ΔG<0, ΔH >0, ΔS>0,表明为自发的吸热反应,有序性减弱的过程。该吸附过程主要是物理吸附。通过对红外光谱分析可得松子壳表面可能主要有的官能团是:-OH、C-O-C、-NH2、-NO2、C-H。
通过本实验发现利用松子壳作为生物吸附剂具有高效、成本低、来源广、操作简便等优点,另外松子壳量多,易得,处理方法简便,反应条件要求低的特点,真的的实现了变废为宝。松子壳对处理染料废水意义重大,不仅为净化水体做出了贡献,保护了我们赖以生存的环境,同时为资源的可持续发展做出了不可磨灭的作用,减慢了不可再生能源枯竭的步伐。
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参考文献
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致谢
致谢
在刘老师帮助下,经过自己几个月的努力,最终完成了《改性松子壳去除水中碱性品红的工艺研究》的课题。这几个月里我不断的阅读文献、反复的实验操作,加上刘老师不断的提点,最终成功的结果让我觉得之前的所有付出都是有价值的。这多亏了刘侠老师耐心、细致的指导和不定时的帮助,贯穿了论文的始末,刘老师付出了不仅是宝贵的时间,还倾注了心血,她尽自己最大的能力,积极与老师们协调为我们提供良好的实验条件和实验设备,时刻关注我们的实验进度,如有实验进展不顺利的时候,她总是细心的分析指导,还减轻我们的思想负担。向刘老师致以衷心的感谢和最崇高的敬意。
感谢与我一同做实验的同学们,论文中的很多实验部分,都有他们的帮助,他们给了我宝贵的意见和建议。感谢同班同学,是他们让我的生活、学习和工作变得更加多姿多彩。
感谢榆林学院化学与化工学院对我的栽培,衷心感谢对本文进行评审的老师,谢谢您能在百忙之中抽出时间来审阅,感谢给予我帮助的所有老师,感谢参加论文答辩的领导、专家和各位老师,希望您们能给予宝贵的意见,感谢文中引用资料的所有作者。
在这几个月的实验中,让我领悟到许多的做人和做事的道理,因为我们做的是分析实验,是非常注重细节的,稍微有点差错,实验就有可能失败,一开始做实验,因为心里比较急躁再加上粗心,实验一次一次的失败,最终我悟出了一个道理,心急是不可能把事情给办好的,最后,经过自己认认真真,踏踏实实的实验,实验圆满的成功了,在这次实验中,悟出的人生哲理,是我前进人生的指向灯。
再次给各位评审老师鞠躬。
此致 敬礼
薛调琴
2015 年 5月 23 日
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