间苯二酚在活性炭纤维上的吸附与再生研究
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东北大学,辽宁沈阳 沈阳化工学院,辽宁沈阳,; 辽宁庆阳特种化工有限公司,辽宁辽阳 大庆石油学院秦皇岛分校,河北省秦皇岛 对活性炭纤维吸附性能的影响,间苯二酚在固定床上的吸附动力学和脱附动力学,同时在连续操作条件下研究了吸附间苯二 酚后的活性炭纤维碱法再生工艺过程,以及多次再生对活性炭纤维再生效率的影响。 活性炭纤维;吸附;间苯二酚;吸附剂再生中图分类号: 活性炭纤维()是超活性炭()的高效吸附材料,它具有高度发达的微孔结构,吸附容量 大,吸附和脱附速度快。活性炭纤维在化工,食 品,医药,军事和环境保护等领域都具有较广阔的 应用,尤其是在环境保护方面,大量用于废气净 化,水质净化和废水净化处理之中。 间苯二酚是一种重要的化工原料,同时也是 一种毒性较大的有机物,对环境和人类的危害极 吸附废水中的间苯二酚,实验研究了 吸附水中的间苯二酚的静态和动态的吸附过程,以及被间苯二酚饱和的填充 床的再生条件和再生后的吸附效率,为间苯二酚 废水净化处理的放大设计提供一定的理论依照。 实验部分以间苯二酚水溶液为模拟废水,分别进行静 态吸附和动态吸附及吸附剂的再生研究。 吸附等温线称量不同质量 锥形瓶中,加入浓度为 荡足够的时间后分离,取上清液测定间苯二酚的平衡浓度。 静态吸附条件试验称量 锥形瓶中,加入浓度为 值进行静态吸附实验,分别测定间苯二酚的平衡浓度。 动力学曲线的测定称量 的锥形瓶中,加入浓度为 隔一定的时间取样分析,测定间苯二酚的浓度,以时间为横坐标,以 为坐标作图,改变间苯二酚初始浓度和 动态吸附和脱附实验间苯二酚溶液以一定的流速由吸附柱顶端进 带夹套的玻璃管。测定吸附后出口水溶液中间苯二酚浓度。改变溶液的初始浓度,溶液的流速,填 充床的高度,重复上述实验,吸附饱和后,用碱液 再生, 循环使用。 吸附平衡等温线分别在 通过最小二乘法回归,间苯二酚吸附平衡符合弗雷德雷希吸附等温关系: 上的吸附平衡等温线根据结果得出:对间苯二酚有较好的吸附性能,常 与吸附强度有关,一般认为 值较大时,即吸附质平衡浓度越高,吸附量越大,吸附能力发挥也越 充分。 值越大,吸附量越高, 所以吸附量随着温度上升而减少,这符合一般的吸附规律,即吸附是放热过程,升温不利于吸附, 另一方面,温度引起间苯二酚溶解度变化对吸附 也有影响 ,气温变化使吸附平衡向溶解方向挪动,即通过影响吸附质的溶解度使吸附效应发生 变化,随着温度的升高,间苯二酚在水中的溶解度 升高,表现在吸附平衡上,即吸附量随温度的升高 而降低。 值对吸附平衡的影响实验采用盐酸和氢氧化钠来调节间苯二酚溶 上的吸附平衡,实验结果,如图 表明,对吸附能力有显著的影响,在 酸性及中性介质中,吸附能力变化不大,但是,碱 性越强,吸附效果越差。这是因为强碱性条件下, 间苯二酚分子转化为间苯二酚盐,增大了溶解能 力,此时间苯二酚在 上以脱附为主,所以吸附量急剧下降,这也是采用强碱对 进行再生的理论依照 变化的曲线图破前曲线较陡,达到突破的时间比较短,是因为吸 附的推动力是孔内溶液浓度梯度,增加溶液初始 浓度就是增大溶液浓度梯度,所以达到突破的时 为改变吸附剂质量的吸附动力学,其影响基本等同于初始浓度对吸附的影响,因为质 量减少,在其他条件不变的情况下,就是相当于增 加初始浓度。 动态吸附为了了解间苯二酚溶液在固定床的吸附动力 学特性,在 下,在改变溶液初始浓度,流速和床高的条件下,测定了间苯二酚在固定床上的吸 附穿透曲线,实验结果如图 ,能够准确的看出,增大初始浓度,增大流速,减小床高,突破时间提前。 中能够准确的看出,对间苯二酚的吸附性能随 着再生次数的增加而略有下降。图 可知,采用不一样浓度的碱液进行再生时的间苯二酚脱除透 过曲线绝大多数都是重合的,这说明间苯二酚在 固定床上的脱除动力学在实验范围内基本不受再生碱液的浓度的影响,脱除过程受到液固吸附平 衡的控制及其它传质过程的影响 ()控制间苯二酚水溶液为酸性,能有效地脱除废水中的间苯二酚; ()当间苯二酚浓度范围为 吸附等温线符合弗雷德雷希吸附等温关系;()由突破曲线可知,初始浓度越小或减少 的质量,吸附时间短,达到平衡时间快; 由突破曲线能够准确的看出,减小初始浓度,减小流速, 增加床高,有利于吸附; ()被间苯二酚饱和的填充床可采用碱法再 生,再生后吸附效率为 以上,(下转第 ,且各提取物的收率均高于正交实验值,因此选择的最佳工艺 条件合理,重现性好。 ()通过正交实验所得出的最佳条件为乙醇体积浓度为 ,剂料比为 ()虽然通过上述乙醇提取工艺筛选,优选出了较佳的工艺条件,且工艺简单易操作、重现性 好,但是提取物的质量与标准成分含量有一定的 距离,杂质较多,在以后的研究中将在此基础上进 一步分离纯化。 海藻的利用与开发[]食品科技,, 海藻[]技术探讨, 海藻糖的研究现状及其应用前景[] 食品与药品 海藻糖及其应用[]食品研究与开 另外,碱再生时,间苯二酚脱附透过曲线与碱的浓度无关。 高碘酸钾氧化溴甲酚紫动力学光度法测定间苯二酚[] 分析科学学,, 排水工程(下册)[]北京:中 国建筑工业出版社, 活性炭纤维自水溶液中吸附酚的研究 ,热力学及吸附机理[]化学研究与应用, 活性炭纤维处理苯酚废水的实验研究[] 华北水利水电学院学报,,(): 苯酚在活性炭上的吸附与脱附研究[] 化工科技,,():
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