废茶叶的改性以及对刚果红染料吸附性能的研究

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1、1分类号：_______________密级：_______________UDC：_______________编号：_______________硕士学位论文废茶叶的改性以及对刚果红染料吸附性能的研究论文作者：王泽怿学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：化工过程机械指导教师：赵斌职称：副教授资助基金项目：河北省自然科学基金重点项目，编号：E2016202361天津市科普项目,编号：15KPXMOISFO24DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofChemicalPro

2、cessEquipmentAdsorptionofCongoRedfromAqueousSolutionbyModifiedWasteTeabyWangZeyiSupervisor:Prof.ZhaoBinMay2017ThisworkwassupportedbytheprojectofNatureScienceFundationofHebeiProvince.No.E2016202361andtheprojectofpopularizationofscienceofTianjin.No.15KPXMOISFO24河北工业大学硕士学位论文摘要由于废茶叶具有多孔，比表面积大

3、和廉价易得等特性，本文选择废茶叶（RawTea，RT）作为生物吸附剂,并采取物理化学的方法对其改性，然后探究改性后的废茶叶对水溶液中刚果红（CongoRed，CR）染料的吸附行为。第一种改性方法是将废茶叶烘干、粉碎之后，放在300℃的马弗炉中带盖加热两个小时，得到热改性茶叶（HeatingTea,HT）。研究表明，当溶液pH值为4，浓度为50mg/L，HT投加量为0.4g/L，温度为35℃时，HT对CR的吸附率最大为98.4%，吸附量为123mg/g；HT吸附CR的过程符合Langmuir等温模型和伪二阶动力学模型，这一过程是由物理吸附和化学吸附共同决定的。由热力学分析可

4、以看出，该过程是自发进行的吸热过程。第二种改性方法是将废茶叶隔绝氧气，在500℃的条件下热解，之后用CO2活化，得到活化改性茶叶（ActivatingTea,AT）。研究表明，当溶液pH值为3，浓度为50mg/L，AT投加量为0.3g/L，温度为30℃时，AT对CR去除率达到最佳为97.5%，吸附量162.5mg/g。AT吸附CR的过程符合Freundlich等温模型和伪一级动力学模型，说明这一过程由物理吸附决定，D-R等温模型算出了平均自由能E为1.1kJ/mol，颗粒内扩散模型进一步证实吸附过程由表面扩散和颗粒内扩散共同控制。文章同时对用CaCl2改性HT和AT进行了

5、研究，得到CHT和CAT，表征结果表明，经过CaCl2改性，吸附剂表面含氧官能团数量增多，并且微孔率也增大了。在一定条件下，CHT对CR的最大脱除率达到99.1%，而CAT对CR的最大脱除率达到99.5%。为了与四种改性废茶叶吸附阴离子染料CR的情况作对比，本文也探究了用其吸附阳离子染料亚甲基蓝（MethyleneBlue，MB）情况。结果表明，用未经化学改性的吸附剂HT和AT吸附MB染料时，其效果比较理想,去除率均在96%以上；而用CHT和CAT吸附MB染料时，其效果并不理想。废茶叶脱色效率高、价格低廉，有望代替活性炭成为印染废水中刚果红染料的吸附剂。关键词：改性废茶叶

6、；刚果红；生物吸附；CaCl2；亚甲基蓝I废茶叶的改性以及对刚果红染料吸附性能的研究II河北工业大学硕士学位论文ABSTRACTInthisarticle,Rawteaischosenasthebiosorbentduetoitscharacteristicsofporousandhighspecificsurfaceareaandcheapandavailable.Weusephysicalandchemicalmethodstomodifythewastetea,andthenstudyontheadsorptionbehaviorofCongored(CR)from

7、aqueoussolutionbymodifiedwastetea.Thefirstmethodtomodifythewasteteaistoputtheteainthemufflefurnacewith300℃for2hoursafterdryingandsmashingthetea.Thenwegetheatingtea(HT).researchesshowthattheremovalefficiencyreached98.4%when0.4g/Lmodifiedtea(HT)wasaddedto50mg/Lsolutio