硅藻土的吸附

1、 大學(xué)生創(chuàng)新實驗報告實驗項目名稱硅藻土對甲基橙的吸附性能的測定學(xué)生團隊名稱041412205 何曉曉041412223 郝夏雨指導(dǎo)教師 饒品華所在學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院完成實驗日期20132014學(xué)年第二學(xué)期 目錄 硅藻土對甲基橙的吸附性能的測定實驗 1.實驗?zāi)康?. 了解硅藻土的性能與吸附性。2. 測定硅藻土對有機染料的吸附性以及影響因素。3. 了解掌握恒溫器和分光光度計的使用方法.4. 硅藻土吸附劑在染料廢水處理中的可應(yīng)用性。2.實驗背景 硅藻土是海洋或湖泊中生長的硅藻類的殘骸在水底沉積經(jīng)自然環(huán)境作用而逐漸形成的一種非金屬礦物。硅藻土不但被稱為是“食品級”的材料，而且因為它本就源于大?；蚝矗?/p>

2、在水相中還非常穩(wěn)定。世界上有 20 多個國家出產(chǎn)硅藻土礦，而中國硅藻土礦資源比較豐富，儲量在 20 億噸以上。 硅藻土的特性： 從礦物成分上來看，硅藻土主要由蛋白石組成，雜質(zhì)為粘土礦物、水云母、高嶺石等。純凈的硅藻土一般呈白色土狀，含雜質(zhì)時常被鐵的氧化物或有機質(zhì)污染而呈灰白、黃、灰、綠以至黑色。其化學(xué)成分主要是SiO2，含有少量Fe2O3、CaO、MgO、Al2O3及有機雜質(zhì)。有機物含量從微量到30%以上。SiO2含量是硅藻土礦石中硅藻含量的量度標(biāo)志之一。 國內(nèi)硅藻土比表面積一般在19-65m2g-1的范圍內(nèi)，主要孔半徑為50-800nm，孔體積為0.45-0.98cm3g-1。酸洗處理可提高

3、硅藻土的比表面積，增大孔容。但不同種屬的硅藻土經(jīng)焙燒處理比表面、孔容的變化不同。 硅藻土的吸附性能與其物理結(jié)構(gòu)密切相關(guān)：硅藻土的比表面積越大，吸附性能就越大；孔徑越大，吸附質(zhì)在孔內(nèi)的擴散速率越大，也就越有利于達到吸附平衡。但在孔容一定的情況下孔徑增大會降低比表面積，從而降低吸附性能；在孔徑一定時，孔容越大，吸附量就越大。硅藻土表面獨特的羥基結(jié)構(gòu)使其在水溶液中成弱酸性，通常其顆粒表面帶有負電荷，這就對其吸附性能產(chǎn)生了重要影響。硅藻土的吸附性能： 我國硅藻土資源豐富，是世界上硅藻土儲量最多的國家之一。過去硅藻土在我國主要只用于作催化劑載體、助濾劑以及保溫材料。近年來隨著各個國家對水環(huán)境問題的日益關(guān)

4、注，硅藻土作為廉價的吸附劑。硅藻土材料多孔，比表面積大，熔點及化學(xué)穩(wěn)定性高，所以是適合的吸附劑，且其價格低廉，價格比常用的活性炭吸附材料低了約400多倍而又因其顆粒表面帶有負電荷，它對于吸附各種金屬離子、陽離子型的有機化合物及高分子聚合物等有天然的優(yōu)勢。 利用廉價吸附材料代替活性炭吸附劑在有色污水處理中得到廣泛的研究。硅藻土資源豐富，價格低廉，其作為一種天然多孔產(chǎn)物，有望成為理想的染料吸附劑。3.實驗方案吸附時間，吸附溫度，吸附pH等的因素對 硅藻土吸附劑吸附染料有一定的影響。本實驗通過控制變量法研究其硅藻土對甲基橙的吸附性改變甲基橙的酸堿度為4.23，5.23, 6.23, 7.23, 8.

5、23，保證實驗的溫度，攪拌的速度和時間，環(huán)境的濕度，吸附質(zhì)的濃度，吸附劑的顆粒大小等完全一致，測定其透光度。改變硅藻土的含量為0.1g, 0.2g, 0.3g, 0.4g, 0.5g,保證溫度，pH，攪拌的速度，環(huán)境的濕度，吸附質(zhì)的濃度，吸附劑的顆粒大小等完全一致，測定其透光度。4.實驗試劑與儀器儀器和設(shè)備：BS124S 型電子天平 SHB-IV 雙 A 循環(huán)水式多用真空泵 DHG-90754 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 10mL離心管UV-8453A型紫外分光光度計 SHA-B型恒溫振蕩器 80-2型低速離心機PHS-3C型精密pH計 BS224S型電子天平100mL具塞錐形瓶 10mL離心管實驗

6、試劑:硅藻土 甲基橙 蒸餾水 鹽酸溶液 氫氧化鈉溶液5.實驗過程A. pH對硅藻土吸附性能的影響1.在電子分析天平計準(zhǔn)確稱量20mg甲基橙粉末放入1000ml容量瓶中，添加蒸餾水到刻度線，用玻璃棒攪拌溶液使其全部溶解。2.用紫外分光光度計測定溶液的吸光度A0，甲基橙的最大吸收波長為463nm（查資料得）3.用移液管分別移取25ml濃度為20mg/L的5份甲基橙溶液（已配制好）放于5個100ml錐形瓶中，用HCL溶液和NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的PH分別為4.23, 5.23， 6.23， 7.23， 8.234. 在電子分析天平計上準(zhǔn)確稱取5份0.4g硅藻土分別放入5個錐形瓶中，將五個錐形瓶放入恒溫

7、振蕩器，調(diào)節(jié)溫度為25，半小時后離心分離取上清液測其吸光度，記錄數(shù)據(jù)。5. 實驗完畢，整理器材。B吸附劑的量對吸附的影響1.在電子分析天平計準(zhǔn)確稱量20mg甲基橙粉末放入1000ml容量瓶中，添加蒸餾水到刻度線，用玻璃棒攪拌溶液使其全部溶解。2.用紫外分光光度計測定溶液的吸光度A，甲基橙的最大吸收波長為463nm（查資料得）3.用移液管分別移取25ml濃度為20mg/L的5份甲基橙溶液放于5個100ml錐形瓶中，在電子分析天平計上分別準(zhǔn)確稱取0.1g, 0.2g, 0.3g, 0.4g, 0.5g硅藻土分別放于5個錐形瓶中，將五個錐形瓶放入恒溫振蕩器中振蕩，調(diào)節(jié)溫度為25，半小時后離心分離取上

8、清液測其吸光度，記錄數(shù)據(jù)。5.實驗完畢，整理器材。6.實驗數(shù)據(jù)處理與分析PH4.235.236.237.238.23A1.71.71.71.71.7A0.8070.9271.2311.3421.443脫色率（%）52.545.527.621.015.1硅藻土量（g）0.1g0.2g0.3g0.4g0.5gA1.71.71.71.71.7A0.9251.2051.3111.4201.501脫色率（）45.629.122.916.511.77.實驗結(jié)論： 從實驗數(shù)據(jù)我們可以看出：隨著吸附劑的量的增加，脫色率逐漸降低，隨著PH的增加（在一定范圍內(nèi)），硅藻土對甲基橙的脫色率逐漸降低，對于酸性染料甲基橙

9、而言，PH越大，脫色率越低。參考文獻1 王忠喜, 顧中華. 混凝脫溶法處理印染廢水試驗研究J . 水資源保護,2003,3:41-43,58.2 李茵. 染料廢水處理技術(shù)的研究進展J . 化工時刊, 2005, 19(10) : 60- 63.3 程云, 周啟星, 馬奇英等. 染料廢水處理技術(shù)的研究與進展J .環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,2003,4(6):56- 60.4 林俊雄，詹樹林，方明輝等. 三種吸附劑的改性與染料吸附特性比較研究J . 浙江大學(xué)學(xué)報，工學(xué)版,2006,40(12):2031-2062.5 鄭水林，王利劍，舒鋒等. 酸浸和焙燒對硅藻土性能的影響J . 硅酸鹽學(xué)報,2006

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