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H_3PO_4-微波改性松树锯末热解炭及其对典型有机污染物的吸附研究

刘亚莉

  本文以废弃松树锯末热解炭(PyC)为原料,用磷酸浸泡-微波辐射的方法对其改性。其最佳改性条件是:磷酸质量分数50%,浸渍比(固液比)1∶5,微波功率380W,微波时间2min。经过改性,热解炭的吸附性能大大提高。采用SEM、比表面积测定、官能团测定、等电点测定、FTIR、 XRD、 XRF、元素分析、差热分析等对改性和未改性的热解炭进行表征,结果表明,改性之后热解炭的孔结构更为疏松,表面积大大增加,其表面发生了很大的变化。 以改性锯末热解炭(APC)为吸附剂,对氯苯酚(p-CP)、4-氯-2,5-二甲氧基硝基苯(CDNP)和对硝基苯酚(p-NP)为吸附质,研究了APC对吸附质的单组分静态吸附实验,吸附饱和活性炭的再生和APC对p-CP和p-NP的竞争吸附实验,对实验结果进行等温吸附模型和动力学模型拟合及热力学研究。静态实验考查的因素有:吸附剂用量、pH、盐浓度、平衡时间、初始浓度和温度。实验结果如下: (1)APC对p-CP的吸附中,溶液最佳pH是2<pH<7,盐浓度对吸附没有影响。吸附等温线符合Freundlich和Koble-Corrigan模型,吸附动力学在低浓度时符合准二级模型,高浓度时符合双常数模型和Elovich模型,吸附饱和活性炭的解吸动力学符合Elovich模型。APC对p-CP的吸附是自发的物理吸附,吸附过程熵减小,是放热反应。0.01molL-1NaOH溶液对吸[附p-CP饱和的APC再生效果较好。 (2)APO对CDNP的吸附中,溶液最佳pH是2<pH<5,盐浓度对吸附没有影响,吸附的最佳温度是303K。吸附等温线符合Temkir模型,吸附动力学符合准二级模型和Elovich模型。APC对CDNP的吸附是以物理和化学吸附共存的过程。体积分数为70%的乙醇溶液对吸附CDNP饱和的APC再生效果较好。 (3)APC对p-NP的吸附中,溶液最佳pH是6<pH<11,吸附量随盐浓度的增加先增加后减少。吸附等温线符合Koble-Corrigan模型,吸附动力学符合Elovich模型。APC对p-NP的吸附是自发的物理吸附,吸附过程熵减小,是放热反应。380W微波的方法对吸附p-NP饱和的APC再生效果较好。 (4)在p-CP和p-NP的竞争吸附中,APC优先吸附p-NP,在p-NP吸附达到平衡后,APC对p-CP的吸附也达到平衡。APC对混合溶液中某一组分的吸附量小于对其单组分体系的吸附量,APC对p-CP的吸附受竞争吸附的影响更大。……   
[关键词]:热解炭;对氯苯酚;4-氯-2;5-二甲氧基硝基苯;对硝基苯酚;吸附
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:郑州大学2013年