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1、精选优质文档-倾情为你奉上Bull Eng Geol Env (2007) 66: 5358DOI 10.1007/s10064-006-0054-1蓝色膨润土经微波和酸处理后作为吸附剂从模拟染料废水吸附甲基蓝 F. Banat S. Al-Asheh S. Al-Anbar S. Al-RefaieReceived: 9 February 2006 Accepted: 28 April 2006 Published online: 10 June 2006 Springer-Verlag 2006摘要：对于使用天然膨润土处理与水溶液进行了一系列吸附试验去除亚甲基蓝染料（MBD）方法有化学处理
2、和物理处理（微波）。在由一些农村用膨润土吸附剂吸附去除甲基蓝染料试验，达到平衡所需的时间要小于30min。对亚甲基蓝吸附，微波方法处理过的膨润土摄取量最高，其次是酸处理的膨润土，最后是未经处理的膨润土。颗粒内扩散参与了吸附过程，但不是吸附速度控制因素。这个理论符合Freundlich和Langmuir等温线模型，正如论文中的实验数据。关键词：微波 天然膨润土 吸附 亚甲基蓝吸附 动力学等温线简介纺织品加工需要使用大量的水。通常，这一行业的废水含有染色材料。除了颜色问题与染料废水有关外，他们对人体健康也有有害的影响。为对环境造成的污染染染和染料接触人体代谢物的潜在毒性作用还没有得到更加全新的关注
3、。早在1895年观察时就有染料生产中的工人膀胱癌率的增加。自那时以来，已进行了许多研究显示偶氮染料具有潜在毒性的实验。对这些研究的全面审查已经超出了本文的范围，但是，一个更广泛的问题可以在布朗和德维托的作品发现并被理解。在环境工程中从废水中去除染料废水是一个的重要问题。在许多情况下，这些废物不会对经济的破坏是可以的，因为技术或政治原因。化学处理是由以纺织公司从废水中除去多余的颜色使用的技术之一。例如，混凝过程受用于活性染料废水处理，使用氯化铁作为凝固剂。染料去除，也可以使用生物厌氧消化过程（Talarposhti等2001年Sirianuntapiboon和Saengow 2004年）。膜分离
4、，离子交换过程，也用于染料废水的颜色从。费用和/或失效的是这些技术（米什拉和Tripathy 1993）主要缺点。吸附是废水脱色的最有效的方法之一（麦凯1980叶等1993;麦凯和杜里1990年）。在吸附剂中活性炭是最常用的吸附剂（麦凯和杜里1990年），但是，诸如活性白土，木材和纤维素为基础的材料不同类型的其他材料也被用来（叶等人1993;纳塞尔和Geundi 1990 ;叶和托马斯1995年）和粉煤灰（Viraraghavan和罗摩g里希1999）放在一起作为低成本的吸附剂，还有如杏仁壳和榛子，核桃和杨树和木屑（艾登等2004年）也被作为潜在的吸附剂被研究。最近关于天然黏土已被越来越多的使
5、用在有毒废水及其他有机不同的材料去除上（博伊德等1988）。这些粘土矿物之一，是膨润土，而此前红色染料一直做为的基本（胡等人2005年）的吸附剂在使用。在850烤箱内对膨润土加热处理合适的表面活性剂（MB）的以增强对亚甲基蓝吸附能力。他们发现，膨润土对亚甲基蓝的吸收能力显着提高，而且低成本的吸附剂，如杏仁和榛子，核桃和杨树和木屑（艾登等al.2004）也被视为去除水中染料纺织品废液的潜在的吸附剂。在这项工作中，自然、酸处理和微波处理膨润土用于亚甲基去除蓝染料水溶液。这项工作的主目标是：（1）确定物理和化学处理膨润土吸附染料能力，（2）比较处理后膨润土与自然膨润土吸附能力，（3）研究不同参数的影
6、响，如温度，浓度和接触时间对吸附过程的影响。材料与方法材料纯粉膨润土的资料可从Suppilco化工（英国）获得如网目尺寸，平均粒径，表面积和总该材料的阳离子交换容量等相关的具体数据。 亚甲基蓝的粉末和蒸馏水用于溶液的制备。对于酸处理，用分析纯硫酸（(Aldrich 公司，密尔沃基，威斯康星州，美国）来进行吸附过程中使用到的化学药剂。这里的膨润土作为自然的鹏润土。 酸处理膨润土15g天然膨润土用H2SO4溶液在圆底烧瓶受到激活的回流后自然冷却。然后膨润土通过悬浮液的沉淀分离，用蒸馏水洗涤数次，放置在120的烤箱内，直至干燥。在研磨碎之前，干燥后的膨润土的团块形式需要通过对样品进行分析，通过网格为
7、0.125mm的标准筛网进行筛分。微波处理膨润土10g天然膨润土样品被放置在微波炉里加热3小时，然后存放在黑暗的封闭瓶内存储。系列吸附试验在进行处理和未经处理的膨润土吸附试验时，要确定执行需要达到平衡和动力学模式的时间。这些溶液瓶子被放置在一个温度控制振荡器（GFL，汉诺威，德国），分别于进行震动预先确定的时间间隔。吸附剂由离心分离样品（300g，10min），取上清液，分析了在一个610纳米波长下的亚甲基蓝的残留浓度（铝等2003）测定。蒸馏水作为对照。另一组测试进行了研究对亚甲基蓝吸附温度的影响。为此，热（微波）处理膨润土作为吸附剂模型。在上述过程类似，但在这种情况下提到，采用低溶液浓度的
8、亚甲基蓝，在以60-1000mg/ L范围内。温度控制的振动筛是用来搅拌确定所需的温度，即25，30和40下的混合，在这种三情况下，直到没有任何平衡振动，再停止实验过程。结果与讨论吸附过程的动力学研究自然膨润土对亚甲基蓝吸收受到接触时间的影响。化学和热处理膨润土吸收初染料浓度已考虑使用100mg/l。结果（图1）表明，所有三种类型从水溶液的膨润土吸附亚甲基的能力。从图1可以看出达到平衡需要时间不超过30min，虽然能确保这达成了平衡，进行实验实际需要60min。微波处理的膨润土吸附亚甲基的吸附最慢，酸处理膨润土其次，天然膨润土更快。这种行为可归因膨润土微波对亚甲基的吸附是在高温下发生的，因此，
9、更大比例比酸处理膨润土作为挥发性物质被释放了，因此创造更多的多孔。这三个测试数据表明，吸附剂的动力学在最初的染料浓度随时间是由在边界扩散，以及其余的曲线那里的吸附率减少了对内部扩散的影响。该机制第一个是比较快的，随后膨润土扩散在染料毛孔和毛细孔的结构上（班纳吉等1997;麦凯等人1980年）。为了验证这期间可能由不同的吸附剂吸附过程控制机制，下面的动力学模型在实验上的使用如图1：图1亚甲蓝膨润土吸附动力学研究初始浓度100mg/l;膨润土浓度5mg/l Lagergren第一阶模型：其中k1反应速率常数，qt染料的吸附在时间t，qe平衡时间。（1） 第二阶模型： 其中K2第二阶的吸附速率常数。
10、（2） 韦伯和莫里斯内扩散模型： 其中Kd是内扩散速率常数，C经验常数，如果c = 0，是内扩散的速率控制吸附速率。本公式的有效的利用了上述线性对数检查图中（三种模式是qe - qt）的相对值，实验数据表明了模型的适用性范围。（未显示的点）表明，这些地方的吸附动力学的三个吸附剂在这项工作中所使用的数据服从第二阶模型。有人还发现，在颗粒内扩散吸附的过程明显，但它不是表1显示的速控步骤。速率常数的二阶模型的相关系数提供了膨润土的应用到这项工作考虑到的三种类型的动力学模型。表1 二阶模型数据与其他模型的R2值不变温度影响：平衡等温线实验分别测量等温线处微波激活膨润土在25，30和40对亚甲基蓝的吸附
11、。高温导致了微波激活膨润土对亚甲基蓝的摄取量增加了（图2）。这表明，膨润土对亚甲基蓝的吸附是吸热过程。这种趋势已经有报道，有些作者在研究几种吸附剂对染料和其他有机化合物的吸附时认为这些吸附往往是是不同类型的（麦凯等人1980年，1982年;Nakhla等1994Asfour等1985年盖尔1994年）。有人认为（麦凯等人1980），这种增加的可能性行为是由于在孔隙率随着温度的增加而增加。 Achife和Ibemesi（1989）还认为，随着温度的l高在活性位为吸附数量增加提供了可能性。微波处理的膨润土对于亚甲基蓝的吸附平衡等温线，有着不同的温度。实验数据进行了很好的线性化形式，这符合Langm
12、uir和Freundlich等温线模型的。它的线性化形式之一，Langmuir模型可表示为：其中qe对染料的平衡浓度吸附剂（mg/g） 图2 膨润土和微波活化膨润土在不同温度和亚甲基蓝浓度时的吸收数据膨润土浓度5mg/l该Freundlich模型线性化形式通常表示为：其中，kf为符合Freundlich常数相关的吸附能力1 / n其他符合Freundlich常数被称为异质性因素。图3为符合Langmuir吸附等温线，不同温度下微波处理的膨润土对亚甲基蓝的吸附，膨润土浓度5mg/l图4符合Freundlich等温线微波处理的膨润土在不同温度下对亚甲基蓝的吸附膨润土浓度5mg/lLangmuir和
13、Freundlich的平衡等温线实验获得的数据分别如图3和4所示。这两种数据拟合得很好，但是，Langmuir模型的数据显示比Freundlich模型更具有说服力。微波处理的膨润土在不同温度下对亚甲基蓝的吸附，最大的值从表2的Langmuir模型中下面给出，以及获得最大吸附量和其他吸附剂相同时的温度参数。可以看出，在不同温度下的微波处理吸附剂吸附能力的工作发展的价值是远远高于其他潜在吸附剂的。表2吸附剂对亚甲基蓝的潜在吸附容量结论天然膨润土，酸处理膨润土和微波热处理膨润土对去除亚甲基蓝的能力如下：微波处理的膨润土酸处理膨润土天然膨润土。 Thekinetics研究表明，这三个吸附剂对亚甲基蓝的
14、吸附在30min时达到平衡，在之后的观察中并没有发现继续吸附亚甲蓝溶液。第二阶模型的结果有力的说明了他的结论的正确性。在对亚甲基蓝的吸附的过程中存在颗粒扩散，但是颗粒扩散不能控制吸附的速率。热处理膨润土对亚甲基蓝吸附的量随着亚甲基蓝浓度和吸收温度的升高而升高。实验数据模型符合随后的Langmuir和Freundlich等温线方，但Langmuir模型有更好的代表性参考文献1.Achife E, Ibemesi JA (1989) Applicability of the Freundlich and Langmuir adsorption-isotherms in the bleaching
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