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随着染料的广泛应用,印染行业排放出的大量染料废水会对生态环境和人类健康带来严重威胁,寻找低成本的废水处理技术已成为该领域的研究热点。本文利用一种生物质吸附剂荷叶来吸附水溶液中的孔雀绿(MG)和碱性嫩黄(AO)两种染料,通过一系列批处理实验,动态柱吸附实验来考察荷叶对染料的吸附过程,找出最佳吸附条件,并探究吸附机理。批处理实验研究了不同外界条件对吸附的影响,分别考察了染料的吸附平衡时间、pH、吸附剂用量、染料初始浓度、盐离子浓度及温度对吸附的影响。实验结果表明:最佳吸附剂量为1g/L;荷叶吸附孔雀绿和碱性嫩黄的平衡时间分别为7h和5h;升高温度有利于吸附的进行;在316K和318K时,荷叶吸附孔雀绿和碱性嫩黄的平衡吸附量分别为125.3mg/g和134.3mg/g。利用等温吸附模型对吸附行为进行拟合分析,结果表明Koble-Corrigan和Redlich-Peterson模型可以很好地描述荷叶吸附MG和AO的过程。荷叶对MG和AO吸附过程的活化能分别为43.51kJ/mmo1和25.09kJ/mmol,说明荷叶对两种染料的吸附过程均以化学吸附为主。计算求得吸附的热力学参数:吉布斯自由能△G均为负值,标准焓变和熵变均为正值,表明吸附过程是自发的吸热过程,升高温度有利于吸附的进行。吸附动力学的研究结果表明:准二级动力学模型能够很好地描述荷叶吸附AO和MG的过程,也可用Elovich模型和颗粒内扩散模型描述,吸附过程是由颗粒内扩散和膜扩散联合控制。为优化荷叶吸附两种染料的吸附工艺条件,采用固定床吸附柱对荷叶吸附MG和AO的过程进行了研究,分别考察了床层高度,进料流速和染料初始浓度对吸附过程穿透曲线的影响。实验结果表明降低流速,增加床层高度有利于柱吸附的进行。应用Bed Depth Service Time(BDST)、Thomas、Yoon-Nelson模型对柱吸附实验数据进行拟合分析,Thomas模型可以较好地描述荷叶对两种染料的动态吸附行为,Yoon-Nelson和BDST模型也能够很好地预测吸附的穿透曲线,相关系数R2均大于0.9。本文采用傅里叶红外光谱和扫描电镜对荷叶进行了表征,研究荷叶吸附染料前后的表面微观结构变化,从而能够更好地了解荷叶对染料的吸附机理。本文的研究表明,荷叶作为一种天然的廉价生物质吸附剂对水溶液中的孔雀绿和碱性嫩黄染料有很好的去除效果,为其工业化应用奠定了理论基础。