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摘 要

本实验通过UV-vis、FT-IR图谱分析、吸附平衡实验，吸附动力学实验，溶液pH影响分析实验，从而对壳聚糖和硫化黑的相互作用进行了探究；其中硫化黑的特征波长为625nm，UV-vis与FT-IR谱图初步显示两者之间的反应可能为物理反应；Langmuir方程拟合所得的相关系数的平方为0.985，而用Freundlich方程拟合所得的相关系数也显示出相当的相关性，其相关系数的平方等于0.910；通过吸附动力学实验求得一级速率方程，并利用阿伦尼乌斯方程求得硫化黑与壳聚糖反应的活化能为1.435kJ/mol，所以壳聚糖对硫化黑的吸附为物理吸附；温度的升高抑制了壳聚糖对硫化黑的吸附；硫化黑溶液的pH越小，越有利于壳聚糖吸附的进行

关键词：壳聚糖 硫化黑 UV-vis FT-IR 吸附平衡 活化能

The test on the interaction of chitosan and Sulfur dyes

ABSTRACT

The following experiments has been done in order to research the interaction of chitosan and sulfurblack: the analysis of UV-vis and FT-IR spectrum , equilibrium adsorption test , adsorption kinetics for the sake of calculating activation energy , the effect of pH. From the above experiment, the following conclusions are drawn : The characteristic wavelength of sulfurblack is 625nm ; UV-vis and FT-IR spectra show that the reaction between chitosan and sulfurblack may be physical reaction; The correlation coefficient of the Langmuir equation was 0.985, and Freundlich equation shows the correlation coefficient, and the correlation coefficient was 0.910; The results of adsorption kinetics obtained the rate equation of first order, and calculating the activation energy by Arrhenius equation is the 1.435kJ/mol and proved the interaction of sulfur black and chitosan is physical adsorption ; Temperature inhibited the adsorption of chitosan; the pH is the lower, and the dsorption capacity of chitosan is better.

Keywords: chitosan；sulfurblack；UV-vis；FT-IR；equilibrium adsorptions

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 硫化黑的研究背景 1

1.2 染料废水的一般处理方法 1

1.3 壳聚糖的结构及特性 2

1.4 影响壳聚糖吸附性能的主要因素 3

1.5 本课题要研究或解决的问题 4

第二章 实验材料与分析方法 5

2.1 实验仪器及试剂 5

2.2 分析方法及实验步骤 5

2.2.1 UV-vis扫谱实验 5

2.2.2 FT-IR扫谱实验 6

2.2.3 吸附平衡实验 6

2.2.4 溶液pH的影响实验 7

2.2.5 吸附动力学实验 7

第三章 结果与讨论 8

3.1 UV-vis结果 8

3.2 FT-IR结果 9

3.3 吸附平衡分析 11

3.3.1 标准曲线 11

3.3.2 吸附等温线 12

3.4 pH的影响 14

3.5 吸附动力学结果 15

第四章 结论 20

参考文献 21

致 谢 23

第一章 文献综述

1.1 硫化黑的研究背景

每年生产超过7×10⁵吨的染料，其中约15%的染料通过产业废物进入环境^[1]，硫化染料是现在应用最为广泛的染料之一，而其中市场上占得比例最大的品种是硫化黑，硫化黑又称为硫化青，是一种黑色的染料^[2]。硫化黑是2,4-二硝基氯苯与氢氧化钠溶液发生水解并且生成2,4-二硝基苯酚钠，随即与硫化钠进行硫化反应从而制得的^[3]。另外它还是含硫的高分子化合物，其结构中含有二硫键及多硫键，此键极不稳定。硫化染料不但棉与维、棉混纺织物的染色，也可以用于麻、粘胶纤维的染色^[4]。所以硫化染料在印染行业的用量相当大。

硫化染料的使用对环境有很大危害，其中包括当含有硫化染料的废水排进生物处理的设施后，会使微生物发生奔溃，尤其是对生物氧化工艺，会使生物膜大量的脱落，并且难以恢复^[5]。另外很容易散发出有毒气体:硫化氢.实践证明吸入大量的硫化氢气体后,可以直接使人或者动植物死亡。尤其是用硫化黑做黑色时,散发出来的硫化氢就更多,所以车间要保证好通风设施的正常运行.除此之外，当使用硫化黑做黑色时,印染好后要做充分的皂洗和防脆的处理,不然很容易造成纺织物的强力大幅度下降。 总而言之，硫化染料在染色的过程中对环境污染特别大，有很多直接染料中包含有致癌的物质，对使用者的伤害很大．所以处理好含有硫化染料的印染废水，从而减小其对环境的破坏刻不容缓。如今，许多技术已被用于处理含染料的废水，吸附是一种对有色废水处理经济并且有效的手段之一^{[ 6]}。

1.2 染料废水的一般处理方法

①混凝法

混凝法的原理是利用絮凝剂诱导染料分子和各类其他杂质发生吸附、凝结、沉降。最后以污泥的形式排出，进而使印染废水达标排放^[7]。这种方法具有很多优点，例如：具有投资少，处理废水量大而且对疏水性的染料脱色的效率高，但是却同时存在对亲水性染料脱色效率低^[8]，COD去除率低而且同时产生大量的污泥的缺点^[9]。

②吸附法

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