Box-Behnken法优化粉末活性炭对偶氮染料-刚果红的吸附效果开题报告

 2021-08-08 02:26:44

全文总字数:1497字

1. 研究目的与意义

活性炭具有很强的吸附能力,且原料来源广、制备方法简单、设备投资较少、价格便宜,是理想的生产及实验所用材料。与大多数吸附剂相比,活性炭表面是非极性或弱极性的,因此,活性炭具有以下优点:(1)在分离和净化过程中,活性炭是惟一不需要预先严格除去水分的吸附剂。(2)与其他吸附剂相比,活性炭比表面积相对比较高,因此它可以吸附更多非极性或弱极性有机分子。(3)一般来说,活性炭上吸附键强度要比其他吸附剂低。因而吸附分子的解吸比较容易,所以吸附剂再生时能耗也比较低。(4)活性炭化学稳定性较高。

研究表明,许多染料具有致癌、致畸、致突变的三致作用。它们虽然在水中含量很低,但却很容易在生物体内高度伏击,并通过食物链最终进入人体,危机人类健康。因此,对于染料的吸附研究引起了研究者的广泛关注。

2. 国内外研究现状分析

1:活性炭的代替

例如:废布料是纺织品生产和加工企业在生产过程中产生的一种废弃物。作为纺织大国,中国每年都有大量的废布料被遗弃。活性炭作为一种高效吸附剂,可广泛应用于环境领域中多种气相和液相污染物的去除,但其原材料( 煤或木材) 的不可再生或昂贵性在一定程度上限制了它的应用。用废布料制备活性炭不仅节约了煤或木材等珍贵资源,同时还解决了废布料的处理处置问题,并实现了废布料的资源化,达到了以废治废的目的。印染废水性质稳定,不易生物降解,是国内外公认的难处理废水之一。

2:处理水中的污染物

例如:水体中重金属污染监测与防治一直是环境科学研究的热点"人们不断地开发!改进治理重金属废水的方法和技术,产生了如物理法!化学法!生物化学法等处理方法"生物吸附法处理重金属废水是一种很有潜力的新型重金属废水处理技术"它具有在低浓度下金属离子可以被选择性去除!处理效率高!pH值和温度条件范围宽!投资小!运行费用低以及可有效地回收一些贵重金属等优点"

3. 研究的基本内容与计划

内容:

近年来,随着纺织印染行业的快速发展,印染废水已成为我国工业系统中的重点污染源之一,对其的治理工作已迫在眉睫。目前,国内外通常采用的处理方法可分为物理化学法、化学法和生物法三大类,具体包括吸附法、膜分离法、萃取法、化学絮凝法、化学氧化法、电化学法、好氧处理法、厌氧处理法等。其中吸附法因具有设备简单、占地面积小、操作方便而处理效果好的优势,成为印染废水处理的主要方法。活性炭因具有较大的比表面积和发达的孔隙结构,具有很强的吸附脱色能力。

印染废水是纺织工业产生的污染最为严重的废水, 其排放量占工业废水总排放量的 10%以上,具有色度大、有机物浓度高、成分复杂、难生物降解等特点

,是当前最主要的水体污染源之一。 对于印染废水的处理,吸附法因其操作简单、成本低、处理效果好而被认为是最有效的处理方法之一。 活性炭具有内部空隙结构发达、比表面积大、物理化学性质稳定等特点,广泛应用于印染废水的处理。 目前,关于活性炭吸附印染废水的研究较多,大多是针对个别染料的吸附性能和机理。

计划:

第一二个星期:看文献、熟悉实验课题,大体理清思路,了解该方向的研究现状;

第三四个星期:先做一些探索性实验,确定并找到相对较好的测定条件;

第五六个星期:做吸附改性实验,确定最佳实验条件。此过程需反复尝试。

4. 研究创新点

本次设计采用了响应面分析软件design-expert来代替人为的大量数据的收集和后期处理工作,根据软件,只需要将响应面上有代表性的某些点测出,即可得到一个完整的曲面,这个是本次设计的特色和创新,传统的方法是测量多组数大量的采集数据,再通过人工的后期处理得到一个结论和结果,design-expert软件不仅是代替了人工的处理,还可以精确的得到一个曲面,结果以一个图表的形式更加显而易见,降低了人工的工作量,又精确了设计。

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