共存表面活性劑對染料吸附過程地影響

1、南昌大學實驗報告學院：系：專業(yè)：年級：姓名：學號：組實驗時間：指導教師簽字： 成績： 實驗名稱：共存表面活性劑對染料吸附過程的影響一、實驗目的和要求探討共存表面活性劑存在時對吸附劑吸附去除偶氮染料影響機制， 以便了解 實際環(huán)境中共存表面活性劑存在時對染料的遷移的影響， 為吸附處理偶氮染料廢 水采用的吸附方法提供理論依據(jù)。二、實驗原理吸附處理方法的原理，主要是利用吸附劑本身的吸附性能，結(jié)合廢水的特點， 合理選擇吸附劑，對廢水進行物理吸附和化學吸附。 吸附法的利用，是將廢水中 的污染物質(zhì)蓄積在固體吸附劑周圍， 或進入吸附劑內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，以化學鍵的作用 達到吸附穩(wěn)定的狀態(tài)，然后再通過固液分離達到廢水的

2、處理目的。 目前應用最多 的吸附劑主要有活性炭、粘土吸附劑、高分子吸附劑和復合吸附劑。我國是全球染料生產(chǎn)、使用和出口第一大國。由于染料特殊的高物化穩(wěn)定性， 其廢水處理對傳統(tǒng)的生化處理方法提出挑戰(zhàn)。 由于染整過程中表面活性劑的大量 使用，導致染料廢水中不僅含有染料分子而且往往富含表面活性劑。而表面活性 本身也是水中危害較大且難以處理的一類有機污染物，不僅影響水的感官狀況， 而且可能導致水體的富營養(yǎng)化，且由于其增溶作用導致其他有毒有機污染物在水 中濃度進一步增加。表面活性劑自身具有親水集團和親油集團的物質(zhì)。 其分子結(jié)構(gòu)中一端是親油 集團，主要是非極性烴鏈。而另一端是親水集團，為極性集團，主要的物質(zhì)

3、是含 碳氫鍵的直鏈烷烴、和支鏈烷基，以及烷基苯基等。它能使得液體的表面張力顯 著下降，具有良好的增溶、乳化、助懸、潤濕、滲透或反潤濕，分散或凝聚，起 泡、消泡作用。表面活性劑對吸附過程的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面：形成液相膠束，其增溶作用抑制固相吸附劑的吸附作用，導致吸附去除能力降低；形成 固相膠束，其分配作用增加固相吸附劑的吸附作用， 導致吸附去除能力增加；離 子型表面活性劑與同種電荷的染料分子相互競爭吸附電位，且電性相同相互排 斥，導致吸附劑吸附能力降低；表面活性劑在吸附劑表面的吸附， 使得吸附劑吸 附空間減小（或堵塞），導致其吸附能力降低。具體的影響需要根據(jù)實際情況具體分析。三、主要儀器

4、設備恒溫振蕩器、電動離心機、772型紫外可見分光光度計、電子分析天平、鼓 風干燥箱、移液器、容量瓶、燒杯、移液管、移液槍。金橙II、溴化十六烷基三甲銨邙陽離子表面活性劑，CTMAB ）和十二烷基硫酸鈉（陰離子表面活性劑，SDS）、活性炭、膨潤土。金橙II的化學結(jié)構(gòu)式見下圖，部分物理化學參數(shù)見下表。NaONOH橙II的化學結(jié)構(gòu)式橙II (Orange II )的物理化學參數(shù)化學式分子量水溶解度染料索引g/molg/LmaxpK-i -i(mmol/L) cmnm100C. I. Acid4C16H11N 2O4SNa350.32( 1004841.6 X1011.4Orange 7oC)四、實驗

5、內(nèi)容及實驗數(shù)據(jù)記錄1、吸附實驗基本條件溶液體積：25 mL ;吸附劑用量：1.0 g/L ; 轉(zhuǎn)速：200rpm ;恒溫30 C2、繪制金橙II染料的標準曲線先用去離子水配制35 mg/l的金橙II染料標準溶液，在比色管中用蒸餾水稀釋配制成濃度分別為 1 mg/l、3.5 mg/l、7 mg/l、14 mg/l、21 mg/l、28 mg/l 的系列標準溶液，用分光光度計測定吸光度值，得出標準曲線(濃度與吸光度的 關系曲線)。濃度，mg/l13.5714212835吸光度在計算機中進行線性回歸分析，得到濃度與吸光度值的線性關系（選用線性、 過圓點），要求R2達到0.9995。3、基本吸附實驗步

6、驟在50mL錐形瓶中分別加入25mL的一系列濃度的金橙II染料，然后分別 加入0.0250g的吸附劑，將其放在溫度為30 C的振蕩器上，振蕩到吸附平衡時 取出，以一定的速度離心分離15min，測定上清液中剩余染料吸光度。4、活性炭吸附體系（不加表面活性劑）在8個錐形瓶中分別加入25mL的一系列濃度的金橙II染料，然后分別加 入0.0250g的活性炭，將其放在溫度為 30 C的振蕩器上，24小時后取出。將 溶液倒入離心管，高速離心15min取出上清液，用分光度計中測量，得出吸光 度。而后根據(jù)標準曲線計算平衡濃度，計算吸附量。初始濃度，mg/L50100150200250300400600測定時稀

7、釋倍數(shù)00258101020吸光度Ce，mg/L吸附量，mg/g5、活性炭吸附體系（加陽離子表面活性劑CTMAB ）在8個錐形瓶中分別加入25mL的一系列濃度的金橙II染料，然后分別加入0.0250g的活性炭和0.0080g CTMAB，將其放在溫度為30 C的振蕩器上，24小時后取出。將溶液倒入離心管，高速離心 15min取出上清液，用分光度計 中測量，得出吸光度。而后根據(jù)標準曲線計算平衡濃度，計算吸附量。初始濃度，mg/L50100150200250300400600測定時稀釋倍數(shù)0000241015吸光度平衡濃度Ce，mg/L吸附量，mg/g6、膨潤土吸附體系（不加表面活性劑）在8個錐形

8、瓶中分別加入25mL的一系列濃度的金橙II染料，然后分別加 入0.0250g的膨潤土，將其放在溫度為 30 C的振蕩器上，24小時后取出。將 溶液倒入離心管，高速離心15min取出上清液，用分光度計中測量，得出吸光 度。而后根據(jù)標準曲線計算平衡濃度，計算吸附量。初始濃度，mg/L5102030406080120測定時稀釋倍數(shù)00022345吸光度Ce，mg/L吸附量，mg/g7、膨潤土吸附體系（加陽離子表面活性劑）在8個錐形瓶中分別加入25mL的一系列濃度的金橙II染料，然后分別加 入0.0250g的膨潤土和0.0080g CTMAB，將其放在溫度為30 C的振蕩器上， 24小時后取出。將溶液

9、倒入離心管，高速離心 15min取出上清液，用分光度計 中測量，得出吸光度。而后根據(jù)標準曲線計算平衡濃度，計算吸附量。初始濃度，mg/L160200240280320360400460測定時稀釋倍數(shù)000023410吸光度平衡濃度 Ce, mg/L吸附量，mg/g8、活性炭吸附體系（加陰離子表面活性劑 SDS）在8個錐形瓶中分別加入25mL的一系列濃度的金橙II染料，然后分別加入0.0250g的活性炭和0.0080g SDS，將其放在溫度為30 C的振蕩器上，24小時后取出。將溶液倒入離心管，高速離心15min取出上清液，用分光度計中測量，得出吸光度。而后根據(jù)標準曲線計算平衡濃度，計算吸附量。

10、初始濃度， mg/L40506080100150200250測定時稀釋倍數(shù)000024510吸光度平衡濃度Ce，mg/L吸附量，mg/g五、實驗數(shù)據(jù)處理在恒定的溫度條件下，當吸附達到平衡時，吸附劑表面上的吸附量（qe）與溶液中溶質(zhì)平衡濃度（Ce）之間的關系，可用吸附等溫線來表達。本實驗要求將以上所有吸附等溫線作在一張圖上進行比較，并將吸附等溫線用Langmuir型和Freundlich型進行回歸，具體回歸方法見下：1/ n1、Freundlich 型等溫式：qe kc若兩側(cè)取對數(shù)，則有：lg qe lg k Ig cn以Ig qe和Igc作圖可得一直線。Igk為截距，因此，k值是lgc=O時的吸附量，它可以大致表示吸附能力的強弱。1/n為斜率，它表示吸附量隨濃度增長的強度。該等溫線不能給出飽和