硅藻土的吸附

1、大学生创新实验报告实验项目名称硅藻土对甲基橙的吸附性能的测定学生团队名称何晓晓郝夏雨指导教师饶品华所在学院化学化工学院完成实验日期20132014 学年第二学期目录硅藻土对甲基橙的吸附性能的测定实验1. 实验目的1. 了解硅藻土的性能与吸附性。2. 测定硅藻土对有机染料的吸附性以及影响因素。3. 了解掌握恒温器和分光光度计的使用方法 .4. 硅藻土吸附剂在染料废水处理中的可应用性。2. 实验背景 硅藻土是海洋或湖泊中生长的硅藻类的残骸在水底沉积经自然环 境作用而逐渐形成的一种非金属矿物。硅藻土不但被称为是“食 品级”的材料，而且因为它本就源于大海或湖泊，它在水相中还 非常稳定。 世界上有 20

2、 多个国家出产硅藻土矿， 而中国硅藻土矿 资源比较丰富，储量在 20 亿吨以上。硅藻土的特性：从矿物成分上来看， 硅藻土主要由蛋白石组成， 杂质为粘土矿物、 水云母、高岭石等。纯净的硅藻土一般呈白色土状，含杂质时常 被铁的氧化物或有机质污染而呈灰白、黄、灰、绿以至黑色。其化学成分主要是SiO2，含有少量FE2O3、CaO、MgO、AI2O3及有 机杂质。有机物含量从微量到30%以上。SiO2含量是硅藻 土矿石中硅藻含量的量度标志之一。国内硅藻土比表面积一般在 19-65m2?g-1 的范围内，主要孔半径为50-800nm,孔体积为0.45-0.98cm3?1。酸洗处理可提高硅藻土的比表面积，增

3、大孔容。但不同种属的硅藻土经焙烧处 理比表面、孔容的变化不同。硅藻土的吸附性能与其物理结构密切相关：硅藻土的比表面积越 大，吸附性能就越大；孔径越大，吸附质在孔内的扩散速率越大， 也就越有利于达到吸附平衡。但在孔容一定的情况下孔径增大会 降低比表面积，从而降低吸附性能；在孔径一定时，孔容越大， 吸附量就越大。硅藻土表面独特的羟基结构使其在水溶 液中成弱酸性，通常其颗粒表面带有负电荷，这就对其吸附性能 产生了重要影响。硅藻土的吸附性能： 我国硅藻土资源丰富，是世界上硅藻土储量最多的国家之一。过 去硅藻土在我国主要只用于作催化剂载体、助滤剂以及保温材 料。近年来随着各个国家对水环境问题的日益关注，

4、硅藻土作为 廉价的吸附剂。硅藻土材料多孔，比表面积大，熔点及化学稳定 性高，所以是适合的吸附剂，且其价格低廉，价格比常用的活性 炭吸附材料低了约 400 多倍而又因其颗粒表面带有负电荷，它对 于吸附各种金属离子、阳离子型的有机化合物及高分子聚合物等 有天然的优势。 利用廉价吸附材料代替活性炭吸附剂在有色污水处理中得到广泛 的研究。硅藻土资源丰富，价格低廉，其作为一种天然多孔产物， 有望成为理想的染料吸附剂。3. 实验方案吸附时间，吸附温度，吸附 pH 等的因素对硅藻土吸附剂吸附染 料有一定的影响。 本实验通过控制变量法研究其硅藻土对甲基橙的吸 附性改变甲基橙的酸碱度为 4.23，5.23,6.

5、23,7.23,8.23，保证实验的温 度，搅拌的速度和时间，环境的湿度，吸附质的浓度，吸附剂的颗粒 大小等完全一致，测定其透光度。改变硅藻土的含量为0.1g,0.2g,0.3g,0.4g,0.5g保证温度，pH，搅拌的速度，环境的湿度，吸附质的浓度，吸附剂的颗粒大小等完全一 致，测定其透光度。4. 实验试剂与仪器仪器和设备：BS124S型电子天平SHB-IV双A循环水式多用真空泵DHG-9075型电热恒温鼓风干燥箱10mL离心管UV-8453A型紫外分光光度计SHA-B型恒温振荡器80-2型低速离心机PHS-3C型精密pH计BS224S型电子天平100mL具塞锥形瓶10mL离心管实验试剂 :

6、硅藻土甲基橙蒸馏水盐酸溶液氢氧化钠溶液5. 实验过程A. pH 对硅藻土吸附性能的影响B. 1.在电子分析天平计准确称量20mg甲基橙粉末放入1000ml容量瓶 中，添加蒸馏水到刻度线，用玻璃棒搅拌溶液使其全部溶解。C. 2.用紫外分光光度计测定溶液的吸光度 氏，甲基橙的最大吸收波长 为463nm （查资料得）D. 3.用移液管分别移取25ml浓度为20mg/L的5份甲基橙溶液（已配 制好）放于5个100ml锥形瓶中，用HCL溶液和NaOH溶液调节溶液 的 PH分别为 4.23,5.23，6.23，7.23，8.234. 在电子分析天平计上准确称取 5份 0.4g 硅藻土分别放入 5个锥形瓶中

7、，将五个锥形瓶放入恒温振荡器，调节温度为25C，半小时后离心分离取上清液测其吸光度，记录数据。5. 实验完毕，整理器材。B吸附剂的量对吸附的影响1. 在电子分析天平计准确称量 20mg甲基橙粉末放入1000ml容量瓶 中，添加蒸馏水到刻度线，用玻璃棒搅拌溶液使其全部溶解。2. 用紫外分光光度计测定溶液的吸光度 Ao，甲基橙的最大吸收波长为463nm （查资料得）3. 用移液管分别移取25ml浓度为20mg/L的5份甲基橙溶液放于5个100ml锥形瓶中，在电子分析天平计上分别准确称取0.1g,0.2g,0.3g,0.4g,0.5g硅藻土分别放于5个锥形瓶中，将五个锥形瓶放入恒温振荡器中振荡，调节

8、温度为 25C，半小时后离心分 离取上清液测其吸光度，记录数据。5. 实验完毕，整理器材。6. 实验数据处理与分析PH4.235.236.237.238.23A o1.71.71.71.71.7A0.8070.9271.2311.3421.443脱色率（%）52.545.527.621.015.1硅藻土量（g）0.1g0.2g0.3g0.4g0.5gA o1.71.71.71.71.7A0.9251.2051.3111.4201.501脱色率（）45.629.122.916.511.77. 实验结论：从实验数据我们可以看出：随着吸附剂的量的增加，脱色率逐渐降低, 随着PH的增加（在一定范围内）

9、，硅藻土对甲基橙的脱色率逐渐降 低，对于酸性染料甲基橙而言，PH越大，脱色率越低。参考文献1 王忠喜,顾中华.混凝脱溶法处理印染废水试验研究J.水资源保护,2003,3:41-43,58.2 李茵.染料废水处理技术的研究进展J.化工时刊,2005,19(10):60-63.3 程云,周启星,马奇英等. 染料废水处理技术的研究与进展 J. 环 境污染治理技术与设备 ,2003,4(6):56-60.4 林俊雄，詹树林，方明辉等 . 三种吸附剂的改性与染料吸附特性比 较研究 J. 浙江大学学报，工学版 ,2006,40(12):2031-2062.5 郑水林，王利剑，舒锋等 . 酸浸和焙烧对硅藻土

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