响应曲面分析优化改性粉煤灰漂珠对水中氟的吸附性能及机理研究

论文摘要

为提升粉煤灰漂珠对水溶液中氟的吸附性能,以氧化钙为原料,采用煅烧法制备钙改性粉煤灰漂珠吸附材料.通过响应曲面分析中的Box-Behnken设计吸附氟试验,探讨各吸附因数及其交互作用对吸附效果的影响,确定最佳吸附条件.利用SEM（扫描电镜）、EDS（能量散射光谱）、XRD（X射线衍射）以及BET比表面积等手段对吸附材料进行表征,并结合吸附动力学、吸附等温试验探讨钙改性粉煤灰漂珠吸附剂的除氟机制.结果表明:①初始ρ（F-）和吸附温度对改性粉煤灰漂珠吸附水中F-的去除率有显著影响,当p H为5. 0、初始ρ（F-）为125 mg/L、吸附温度为40℃时,改性粉煤灰漂珠对水中F-的吸附效果最佳.②动力学试验显示,改性粉煤灰漂珠对水中F-的吸附过程符合准二级动力学模型,说明该吸附过程主要以化学吸附为主;与Langmuir和Freundlich吸附等温模型相比,Temkin吸附等温模型更适合于描述该吸附平衡过程.③SEM、EDS和BET比表面积分析显示,改性后的粉煤灰漂珠内部生成了具有不规则表面和多孔结构的含钙团簇物质,从而增加了BET比表面积,改善了孔隙结构. XRD分析显示,钙改性粉煤灰漂珠主要通过离子交换作用吸附去除水中的F-.研究显示,以工业废物为原料制备的钙改性粉煤灰漂珠吸附剂的最大除氟率为93. 59%,是一种具有应用潜力的低成本吸附材料.

论文目录

• 1 材料与方法
•   1.1 试验材料和仪器
•   1.2 吸附剂的制备
•   1.3 吸附试验
•     1.3.1 静态吸附试验
•     1.3.2 吸附条件优化
•     1.3.3 吸附动力学和等温试验
•     1.3.4 吸附剂表征
•   1.4 吸附模型
•     1.4.1 吸附动力学模型
•     1.4.2 吸附等温模型
• 2 结果与讨论
•   2.1 Box-Behnken设计优化试验
•     2.1.1 模型方差分析及显著性检验
•     2.1.2 响应曲面交互作用
•     2.1.3 模型的验证
•   2.2 吸附动力学模型
•   2.3 吸附等温模型
•   2.4 吸附剂表征
•     2.4.1 SEM、EDS及BET比表面积表征
•     2.4.2 XRD表征
•   2.5 吸附机理分析
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 严博文,叶长文,龚锐,黄艳采,谢燕华

关键词: 粉煤灰漂珠,响应曲面分析,含氟废水,吸附动力学模型,吸附等温模型

来源: 环境科学研究 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 环境科学与资源利用

单位: 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,成都理工大学国家环境保护水土污染协同控制与联合修复重点实验室

基金: 四川省科技计划重点研发项目(No.2018SZ0321),中国博士后科学基金资助项目(No.2015M570277,2017T100209)~~

分类号: X703

DOI: 10.13198/j.issn.1001-6929.2018.09.20

页码: 709-717

总页数: 9

文件大小: 1428K

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