膨润土对染料废水中的甲基紫吸附研究-影响因素及最佳吸附条件探讨.docx

膨润土对染料废水中的甲基紫吸附研究:影响因素及最佳吸附条件探讨摘要：本文用膨润土作为吸附剂甲基紫为吸附质通过单因素控制实验法探讨了吸附时间、温度以及溶液pH对吸附效果的影响通过对实验数据的分析探求膨润土吸附甲基紫的最佳吸附时间、温度、溶液pH分析了膨润土对甲基紫的吸附效果及实现的难易程度为膨润土作为处理工业废水的吸附剂的开发利用提供科学依据。关键词：膨润土；吸附；染料废水；甲基紫0、引言我国社会经济正处于高速发展阶段、人口众多且水资源在时间和空间分布上都不均匀导致我国水资源人均占有量极为有限。随着工业经济的发展、城市化的推进污水的排放量不断增大尤其是工业生产中排放的废水给环境造成了巨大的冲击。国家环保局统计资料表明环境问题所造成的财产损失占据国民生产总值的10%左右[1]。在我国排放工业废水的行业主要有化工、食品、金属冶炼、纺织印染行业等。其中印染废水的排放总量约为（3×106m?～4×106m?）.d-1且随着纺织印染行业的迅速发展各种新型染料的不断投产使用使得染料废水中污染物组成成分不断变化其对环境造成的污染日趋严重[2]。目前国内外研究的染料废水脱色方法比较多对各种染料废水治理的方法进行分类按作用原理大致可分为物理处理法、化学法、生物法以及此三种方法的组合[34]。相对于化学法和生物处理法吸附法可以有效去除染料废水中的剧毒物质和难降解的污染物处理成本低、工艺简单、占地面积小、无二次污染、并且处理后水质稳定。因此吸附法在染料废水的处理中发挥着不可取代的作用。近些年针对膨润土对染料废水的脱色处理国内外学者做了广泛研究。赵东源[5]利用天然蒙脱石对印染废水进行处理对化学药剂、蒙脱石用量、温度、时间、pH值等对吸附去除率的影响进行了探讨结果显示天然蒙脱石能很好地吸附酸性环境下的阳离子染料对其去除率高达90%对废水的COD去除率也非常高；张林生等[6]研究了膨润土原土对几种不同类型的染料的吸附性能；Tahir等[7]研究了膨润土对孔雀石绿溶液的吸附行为吸附效果良好其吸附过程用Langmuir和Freundlich模型均可以解释。本文采用单因素试验的方法以甲基紫作为吸附质对膨润土的吸附特性进行研究探究膨润土吸附能力。1、膨润土的简介及吸附量计算方法1.1膨润土的简介膨润土又叫蒙脱土或斑脱岩其主要成分是蒙脱石的黏土岩是一种广泛分布的非金属矿产之一。它的主要成分蒙脱石是由两层硅氧（Si-O）四面体和一层铝氧（Al-O）八面体构成的2：1型三层结构的硅酸盐矿物属于单斜晶系。其中晶格中的四面体和八面体靠其间共用的氧原子连接。其结构可以表示为：Nax（H2O）4{（Al2-xMgx）[Si4O10]（OH）2}没有层间分子时蒙脱石的化学组成为：SO266.7%A12O328.3%H2O5.0%。1.2吸附量计算方法取一定量的膨润土投加到装有一定体积的甲基紫溶液中调节pH值最佳后在一定温度下水浴振荡反应反应一定时间后取出置于离心管中于离心机中离心取上清液以蒸馏水为参比用722可见光分光光度计在吸收波长为585nm处测定其吸光度其吸附量用以下公式计算：Ct―为吸附t时间后上清液的浓度若吸附达到平衡Ce为吸附达到平衡后染料溶液浓度相对应的吸附量为qe由于上式没有考虑溶剂附着在吸附剂的表面而引起的溶液浓度的变化所以此方法得到的是表观吸附量。在稀溶液中真实吸附量与表观吸附量近似相等；在浓溶液中需要注意真实吸附量与表观吸附量的关系并根据表观吸附量求出真实的吸附量。其中甲基紫染料溶液浓度的测定可采用可见光分光光度计测量最大吸收波长处的吸光度。由资料可得甲基紫的最大吸收波长为585nm。由浓度C与吸光度A的关系A=-0.0222+0.12977CR2=0.99995可通过测定甲基紫溶液的吸光度来计算溶液浓度。2、单因素试验2.1时间对吸附效果的影响取8个250mL的锥形瓶分别准确加入50mg膨润土和100mL、50μg/mL的甲基紫溶液；盖上瓶塞置于298K水浴振荡器中恒温振荡每间隔10min取出其中一个锥形瓶；置于离心管中于离心机中以1000r/min的转速离心4min；取上清液以蒸馏水为参比用722分光光度计在585nm测定其吸光度A（若上清液浓度超出标准曲线的吸光度范围需要稀释有一定倍数后测吸光度）。通过标准曲线计算出溶液中甲基紫的剩余浓度并通过公式计算出膨润土的吸附量用实验所得数据作出吸附时间与膨润土吸附量的关系如图1所示。由图1可以看出振荡时间小于60min时膨润土的吸附量随着时间的增加迅速增加；当吸附达到60m