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摘 要

本次实验主要研究花生壳及引入叔胺基的改性花生壳秸秆对水溶液中刚果红的吸附。实验内容包括吸附动力学及等温吸附过程，同时考察了吸附剂投加量、吸附时间、染料初始浓度、温度、pH、盐度对吸附量的影响。实验结果得出两种吸附剂的吸附过程均符合准二级动力学方程；等温吸附符合Langmuir等温吸附方程；吸附反应均为吸热反应，增加温度可提高吸附量。未改性花生壳的最大吸附量为13.20mg/g，改性花生壳最大吸附量为39.94mg/g。通过正交实验得出：改性花生壳在投加量为3g/L、吸附时间为60min、染料初始浓度为80mg/L、pH值为2时达到最佳吸附效果，对刚果红溶液的去除率为60.47%。

关键词：改性花生壳；刚果红；吸附；吸附热力学；吸附动力学

Adsorption of Anionic Dye Using Peanut shells Material

Abstract

This paper mainly studies on adsorption of Congo red from aqueous solution with adsorbents of peanut shell and modified peanut shell made through introducing tertiary amino groups. The experiments include adsorption kinetics and isothermic adsorption as well as factors affecting adsorption capacity, such as adsorbent dosage, adsorption time, initial dye concentration, temperature, pH, and salinity. The results revealed that two adsorbents’ adsorption processes both followed the pseudo second-order equation; the isothermal data could be well described by the Langmuir equation; two adsorption reactions were both endothermic reaction and the adsorption capacity improved as temperature increased. The maximum adsorption capacity of the peanut shell and modified peanut shell were found to be 13.20mg / g and 39.94mg / g,

respectively. Moreover, the results of orthogonal experiments indicate that under the condition of modified peanut shell dosage of 3g / L, adsorption time of 60min, initial dye concentration of 80mg / L and pH value of 2, the best adsorption effect can be achieved and then the removal rate of Congo red solution was 60.47%.

Key Words: modified peanut shell; Congo red; adsorption; adsorption thermodynamics; adsorption kinetics

摘 要 I

Abstract II

第一章 前言 1

1.1染料废水的概述 1

1.1.1染料分类 1

1.1.2染料废水的处理方法 1

1.2秸秆的组成及废水处理应用 3

1.2.1秸秆的组成 3

1.2.2秸秆在水处理中的应用 4

第二章 实验材料及实验内容 5

2.1实验材料及仪器 5

2.1.1实验材料及试剂 5

2.1.2实验仪器 5

2.2主要研究内容 5

2.2.1实验测定方法 6

2.2.2等温吸附模型 6

2.2.3吸附动力学模型 7

2.3阳离子型秸秆的制备 8

第三章 未改性花生壳对刚果红溶液的吸附 9

3.1未改性花生壳对刚果红溶液的吸附研究 9

3.1.1初始浓度和温度对吸附效果的影响 9

3.1.2吸附时间对吸附效果的影响 10

3.1.3 pH对吸附效果的影响 11

3.1.4吸附剂投加量对吸附效果的影响 11

3.1.5盐度对吸附效果的影响 12

3.2吸附等温模型、热力学及动力学研究 13

3.2.1吸附等温线及拟合分析 13

3.2.2吸附热力学分析 16

3.2.3动力学及拟合分析 17

第四章 改性花生壳对刚果红溶液的吸附 19

4.1改性花生壳对刚果红溶液的吸附研究 19

4.1.1初始浓度和温度对吸附效果的影响 19

4.1.2吸附时间对吸附效果的影响 20

4.1.3 pH对吸附效果的影响 21

4.1.4吸附剂投加量对吸附效果的影响 21

4.1.5盐度对吸附效果的影响 22

4.2吸附等温模型、热力学及动力学研究 23

4.2.1吸附等温线及拟合分析 23

4.2.2吸附热力学分析 25

4.2.3动力学及拟合分析 26

4.3对改性花生壳的正交试验 28

第五章 结论与总结 30

5.1 未改性花生壳吸附试验结论 30

5.2 改性花生壳吸附试验结论 30

参考文献 32

致谢 34

第一章 前言

1.1染料废水的概述

1.1.1染料分类

染料是指可以使纤维和其它材料着色的物质，一般用来着色各类纸张、纤维、皮革、木材、药品和化妆品等^[1]。染料依据电性不同可将其分为三大类：非离子型染料，阳离子型染料和阴离子型染料。

非离子型染料：非离子染料最主要的类型为分散染料。它是一种类水溶性较低的染料，在水中靠分散剂以细小颗粒成分散状存在。主要用于醋纤和涤纶的染色^[2]。其相对分子质量较小，但含有一些强极性基团例如胺基、羟基等。因其需要用分散剂将其变为均匀的溶液时才可对其他物质染色^[3]，所以才叫分散染料。分散染料因其性能优异，种类繁多，逐渐成为应用广泛的染料之一。

阳离子型染料：刚开始时名叫碱性染料后经发展后更名为阳离子染料，所以也可将其看作碱性染料。阳离子型染料溶液于水中时可电离出阳离子型的有色基团，它可以与溶液中的发色基团相结合使溶液变色；同时它也会电离出阴离子，阴离子的存在会提高阳离子型染料在水中的溶解度。阳离子染料主要用于腈纶的染色，同时也用于变性涤纶的染色。其具有色泽光鲜、强度高、韧性大、上染料高、耐光牢度强等优点。

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