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印染废水污染带来的环境问题越来越严重,目前国内外采用的治理废水的物理和化学方法主要包括:吸附法、絮凝法、光催化降解法、超滤法、电化学法等。其中,吸附法用于染料废水处理具有操作简单、成本低、无二次污染等优点,被广泛应用到印染废水的处理中。 硅藻土因比表面积较大、吸附能力强以及在溶液中表面带负电荷等独特的物理化学性质,是一种绿色环保型的优良天然吸附剂,但未改性硅藻土对阴离子染料的吸附能力有限,需进一步改性提高其吸附性能。论文以硅藻土为原料,采用化学方法先沉淀后氧化制备锰改性硅藻土。用电镜扫描、红外光谱(IR)、X射线粉末衍射光谱(XRD)等方法对硅藻土和锰改性硅藻土进行了表征,研究结果表明,锰改性硅藻土表面覆盖有锰氧化物颗粒。 主要以静态吸附实验研究了硅藻土和锰改性硅藻土对刚果红的吸附行为。模拟配制含刚果红废水,用硅藻土和锰改性硅藻土为吸附剂,考察吸附剂用量、溶液pH、染料浓度、温度、盐度等因素对吸附效果的影响,找出最优吸附条件,并初步探讨了硅藻土和改性硅藻土吸附刚果红的动力学行为。研究表明:一定范围内,增加用土量,延长吸附时间,改变吸附温度,改变pH值等均可改善对刚果红的去除效果。随着刚果红初始浓度的增加,其吸附去除率下降。硅藻土对模拟废水中刚果红的最佳吸附条件为:废水的pH值6.36;刚果红初始浓度为50mg/L;温度为室温(298K);振荡速率为150rpm;硅藻土的投加量为6g/L。在最优吸附条件下,24h可达吸附平衡,此时染料废水的去除率为11.86%,硅藻土的饱和吸附容量为0.99mg/g。改性硅藻土对模拟废水中刚果红的适宜吸附条件为:废水的pH值6.36;初始浓度为50mg/L;温度为室温(298 K);振荡速率为150rpm;硅藻土的投加量为4g/L.。最优吸附条件下,8h即可达吸附平衡,且染料废水中刚果红去除率可达93.07%,此时其饱和吸附容量为11.63 mg/g。对比分析发现,改性硅藻土对刚果红具有良好的去除效果。吸附液中Na+的存在,对刚果红的吸附有着一定的影响。温度升高,不利于吸附的进行。 对吸附过程进行动力学分析,发现硅藻土和改性硅藻土对刚果红的吸附过程符合Langmuir吸附等温式、Frundlich线性模型和准二级动力学方程。