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1、 洛洛 阳阳 理理 工工 学学 院院毕毕 业业 论论 文文介孔三氧化二铝的制备及吸附性能研究姓姓 名名 朱泽楷朱泽楷系系 （部）环境工程与化学系（部）环境工程与化学系专专 业业 环境工程环境工程指导教师指导教师 陈华军陈华军2013 年年 6 月月 2 日日洛阳理工学院毕业论文I介孔三氧化二铝的制备及吸附性能研究摘 要印染废水色度高、组成复杂、有机物含量高，是较难处理的工业废水之一，而对废水中染料的脱色是印染废水处理过程中首先需要解决的关键问题。吸附法因其操作简单、方便有效等特点，被广泛的应用到印染废水的脱色处理中。本文采用以 PEG（2 000）为模板，Al(NO3)39H2O 为原料，CO
2、(NH2)2为沉淀剂，在水热条件下的方法合成 Al2O3介孔纤维，研究 Al2O3介孔纤维对亚甲基蓝的吸附特性，包括吸附动力学和吸附等温线。介孔 Al2O3对亚甲基蓝的吸附等温式符合 Freundlich 等温式，不遵循Langmuir 单分子层等温吸附方程，遵循 BET 多分子层吸附等温方程，故吸附为多分子层吸附。 在吸附动力学的五种模型中，Al2O3对亚甲基蓝的吸附符合准二级吸附动力学方程，相关系数 R2大于 0.99。关键词: 介孔，三氧化二铝，制备，水热法，亚甲基蓝染料，吸附洛阳理工学院毕业论文IIPreparation and adsorption properties of act
3、ivated aluminaABSTRACTPrinting and dyeing wastewater with high, complex composition, high organic content, is one of the industrial wastewater is difficult to be treated, and the decolorization of dye wastewater is a key issue and must be solved in the process of printing and dyeing wastewater treat
4、ment. Adsorption method because of its simple operation, convenient and effective, is widely applied to the decolorization of dyeing wastewater. This paper uses PEG (2000) as template, Al (NO3) 3 9H2O as raw materials, CO (NH2) 2 as precipitant, under hydrothermal conditions of synthesis of Al2O3 me
5、soporous fiber, Al2O3 mesoporous fiber on the adsorption characteristics including adsorption kinetics and adsorption isotherm.AL2O3 on the isothermal adsorption of methylene blue in accordance with Freundlich isotherm, do not follow the Langmuir monolayer adsorption isotherm equation, follow the BE
6、T multi molecular layer adsorption isotherm equation, the adsorption of multimolecular layer adsorption. In the five model the adsorption kinetics of Al2O3 on the adsorption of methylene blue, with the two stage adsorption kinetic equation, correlation coefficient R2 is greater than 0.99.Keywords: m
7、esoporous，Al2O3，oxidation，hydrothermal synthesis，methylene blue，adsorbention洛阳理工学院毕业论文III目录前 言.1第 1 章 染料废水的来源、特点及其处理方法.21.1 我国染料废水的来源21.2 染料的种类及染料废水的特点21.2.1 染料的分类 21.2.2 染料废水特点21.3 染料废水的危害21.4 染料废水脱色处理技术研究进展31.5 本实验的主要内容5第 2 章 活性氧化铝的制备.52.1 试剂和仪器 .52.2 合成方法及原理52.3 实验步骤7第 3 章 Al2O3吸附等温线研究.83.1 样品的吸附
8、实验.83.1.1 亚甲基蓝浓度的测定83.1.2 吸附实验方法.83.1.3 吸附实验结果.93.2 Al2O3的吸附等温线研究93.2.1 吸附等温线理论.93.3 吸附等温线小结.13第 4 章 Al2O3对亚甲基蓝吸附动力学研究.144.1 吸附动力学理论.144.2 实验部分.154.2.1 实验仪器 .154.2.2 吸附动力学的实验步骤与结果.154.3 动力学小结.18洛阳理工学院毕业论文IV结 论.19谢 辞.20参考文献.21外文资料翻译.25洛阳理工学院毕业论文1前 言水是生命之源，是人类赖以生存和发展的重要物质，没有水就没有生命。水资源合理的利用可使万顷良田增产，如果利
9、用不当，会造成良田建华或沙漠化直至废弃。排除了大量污染物，污染了水体环境，不合理开发地下水，造成地面沉降，海水倒灌；破坏森林植被、盲目开垦草山、草地而导师水土流失，河流干枯量悬殊，泥沙於塞水库和河道，同时降低了水资源的利用率，导致红旱灾害加剧；生态平衡破坏给水资源利用带来更大困难加剧了淡水的污染和供水的紧张。因此，水资源利用和环境紧密相连，水环境的研究迫在眉睫。我国人均水资源拥有量大约为2260立方米每年，是世界平均水平的1/4。地区分布很不均匀，北方地区人均水资源拥有量仅为260-490立方米每年，低于全国人均水平的1/5。尤其是华北地区人口稠密，经济较为发达，工农业生产发展迅猛，目前成为全
10、国缺水最严重的地区之一。另外，我国降水的年际变化很大，年内分布不均，这种情况更加重了水资源调节利用的困难，对生产和人民生活尤其不利。水资源的上述特点导致我国大部分地区都出现水资源短缺问题。因为缺水，我国的现代化建设和居民生活水平的提高均受到了限制。而与此同时，我国有限的水资源正日益受到污染，水生态平衡正受到严重破坏。自从1985年以来，我国每年都有350-400亿吨左右的污水排放，大约有80%的生活污水未经处理直接排放，50%左右的工业废水未达到排放标准。全国532条主要河流中大约有82%受到不同程度的污染；全国有监测系统的1200条河流已经有850条受到污染；90%以上城市水域受到严重污染。
11、目前，我国七大水系的水质恶化程度还在继续加剧，范围也正在扩大。所有这些导致了可利用水源的进一步减少和水资源供需矛盾的加剧，给经济造成巨大损失，对人民健康产生严重影响和潜在威胁2。近年来印染废水脱色研究十分活跃，根据处理方法不同可分为：（1）物化法，如混凝、电解、氧化还原、氧化法、电化学技术，吸附、离子交换法、膜分离法等，以及物理化学作用脱色、降低化学需要量（COD）、生物需氧量（BOD）25；（2）生化法，如厌气滤池、生物氧化沟、生物絮凝、活性污泥法、生物膜法、生物过滤、生物吸附、生物固定化技术等，利用微生物氧化、分解、吸附水中有机物而净化废水23。洛阳理工学院毕业论文2洛阳理工学院毕业论文3
12、第 1 章 染料废水的来源、特点及其处理方法1.1 我国染料废水的来源染料废水大部分由印染厂排放。印染处理的四个工序都排出废水，预处理阶段(包括烧毛、退浆、煮炼、漂白、丝光等工序)要排出退浆废水、漂白废水和丝光废水，染色工序排出染色废水，整理工序则排出整理废水3，印花工序排出印花废水和皂液废水。染料废水的主要成分是染色废水3-6。1.2 染料的种类及染料废水的特点1.2.1 染料的分类在上述四类印染工序排出的废水中，染整加工过程染色工序排出的废水最多影响最大。其中含多种染料。这些染料按离子特性可分为三类：阳离子型、阴离子型、非离子型1.2.2 染料废水特点废水中的有机物绝大部分是以苯、萘、蒽、
13、醌等芳香团作为母体，并带有色基团，颜色非常深，色度达 500-500000，有很强的污染感；因为生产过程及分子结构的需要，染料物质及中间体分子往往含有极性基团，增强了水溶性，使物质流失量加大，导致 COD 加大，一般可达 1000-73000 mgL-1；废水的含盐量较高，很多废水呈酸性，也有一小部分呈碱性；随着染料品种的增加，并不断增强其抗光解，抗氧化，抗生化降解的性能，这些染料废水变得越来越难处理，一般的普通方法更难以处理；染料废水中又以染料中间体废水最难处理，染料废水是环境工作者一直未能有效解决的的难题。1.3 染料废水的危害染料废水主要有以下几种特点：1染料废水的色度高。使受纳水体外观
14、严重恶化，染料是造成色度的主要因素。废水中的染料具有较强的吸光度，从而降低水体透明度，并影响水中生物洛阳理工学院毕业论文4的正常生长繁殖，不利于水体自净，易造成视觉上的污染。2染料中存在铜、锌、铬、铅、汞等有害重金属。这些重金属难以用生化的方法降解，从而它们在自然环境中具有长期残留性，并且会通过食物链等危害人类健康，因此有生物富集性，重金属汞和金属镉污染而造成的“水俣病”、“疼痛病”等公害事件令人触目惊心。特别是 Cr6+被确认为是能致癌物质，因此我们要严格控制染料废水的排放。1.4 染料废水脱色处理技术研究进展染料废水是一种处理量大、色度深、毒性大、化学需氧量（COD）高、成分复杂的有机废水
15、，一直是废水处理领域的难题。可概括为两个处理难点：一是化学需氧量、生物需氧量高，较难降解；二是色度高，脱色不易，然而后者是评价废水处理效果的重要指标。因此，印染废水脱色是印染废水处理的关键，脱色方法的研究成为印染废水处理的重要课题8。1.吸附法吸附法主要用于去除水处理中的溶解性的有机物质。根据固体表面吸附性质的不同，吸附可分为物理吸附、化学吸附和离子交换吸附三种，然而大多数吸附都是上述三种吸附作用的综合结果。长久以来，吸附法一直是最重要的水处理方法之一，被人们广泛应用于各种给水或废水处理中。利用吸附法去除水中污染物具有以下几种优点：效率高、速率快、适应能力强和容易操作。此外，由于吸附剂不溶于水
16、的特性，吸附只发生在固体表面，没有进一步发生化学反应，所以在水处理过程中一般不会引入新的化学物质。随着现有吸附剂性能的不断完善以及新型吸附剂的研制成功，吸附法在水处理中的应用前景将更加广阔。吸附剂是决定高效能的吸附处理过程的关键因素，吸附剂要具有吸附能力强、吸附选择性好、速度快、化学性质稳定、成本低、易回收、易再生、重复使用性能等特点。一般工业吸附剂很难同时满足这几个方面的要求，因此，在吸附处理过程中应根据不同的场合选用不同的吸附剂。目前常用的吸附材料有如下几种：活性炭吸附剂、矿物吸附剂、煤及煤渣吸附剂、离子交换树脂吸附剂、天然废料吸附剂等。洛阳理工学院毕业论文5活性氧化铝球为白色球粒，除氟容量大、物理性能好、强度高、无毒、无味，在水中浸泡不变软、不膨胀、不破裂，使用完全可靠，易再生、寿命长，经本除氟剂净化后的水，能达到国家规定的饮水卫生标准，除氟效果显著，可作为饮用水除氟或其它工业装置中的除氟。本品用作高氟水的除氟剂，是一种具有巨大比表面积的分子吸附剂。当原水的 PH 值和碱度较低时，除氟容量较高，大于3.0mg/g，价格比合成树脂低
