沸石对CTAB和PNP的去除

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摘要：随着城市建设的高速发展，城市污水问题日趋严重，污水处理问题面临着严峻的考验。面临着水体污染物越来越多样化的状况我们必须加快新型高效的处理工艺，本文着重介绍沸石对水中ctab和pnp的吸附性能。

关键词： 城市污水 吸附 沸石

中图分类号：TU984文献标识码： A

引言

随着工业的高速发展，水污染已经到了相当严重的程度，我们在研究单一的CTAB和PNP的基础上研究沸石对CTAB和PNP组成的二元污染物的去除。在各种环境因素影响下的试验，找出关键影响因素，为对CTAB和PNP的处理提供参考依据，以下是常见的处理方法：

1 CTAB处理方法：催化氧化法、吸附法、生物法等。

2 PNP处理方法：溶剂萃取法、吸附法、活性污泥法等。

一、实验目的

在单一的CTAB和PNP的条件下研究沸石对CTAB和PNP污染物的去除。讨论沸石的处理方法、投加量、搅拌时间、原水PH、 CTAB与PNP的初始浓度、沸石的改性等因素对沸石去除单一CTAB、单一PNP溶液的影响。

二、实验主要内容

1沸石对CTAB的去除

1）沸石投加量的多少对去除CTAB的影响

2）CTAB初始浓度对去除CTAB的影响

3）搅拌时间对去除CTAB的影响

2沸石对PNP的去除

1）沸石投加量的多少对去除PNP的影响

2）PNP初始浓度对去除PNP的影响

3）振荡时间的长短对去PNP的影响

第三章 实验结果与讨论

3.1沸石对一元对硝基苯酚的去除

3.1.1不同方法处理的材料对去除对硝基苯酚的效果的影响

取浓度为20mg/L,体积为50mL的对硝基苯酚溶液，分别向其中加入天然沸石、微波高火改性沸石、CTAB改性沸石1g，振荡1h，离心，取上层清液，测上层清液的吸光度。

3种材料只有CTAB改性沸石对PNP的去除效果较理想，其他两种材料的去除率都没超过10%，所以本实验采用的材料为CTAB改性沸石。

3.1.2 CTAB改性沸石投加量对去除对硝基苯酚效果的影响

分别取CTAB改性沸石0.2 、0.4 、0.6 、0.8 、1.0、 1.5 、2.0g分别加入50ml浓度为20mg/L的PNP溶液中，震荡1小时。

随着投加量的增加，去除效果呈上升趋势，当投加量为2g时去除效果最好。当投加量超过2g时去除效果呈下降趋势，因为随着沸石投加量的增加，单位质量的沸石吸附对硝基苯酚的质量下降。

3.1.3 对硝基苯酚浓度对CTAB改性沸石去除对硝基苯酚效果的影响

50ml浓度分别为5、10、15、20、25、30mg/L对硝基苯酚溶液加入阳离子表面活性剂改性（微波高火1min）沸石2g，震荡30min。

随着对硝基苯酚溶液的原水浓度的增高，沸石对对硝基苯酚的吸附效果呈上升趋势，当原水浓度达到20mg/L，去除率达到最大。原水浓度继续增高，吸附效果呈下降趋势，这是因为沸石吸附对硝基苯酚的效果已经达到饱和不能再吸附多余的对硝基苯酚。

3.1.4震荡时间对CTAB改性沸石去除对硝基苯酚效果的影响

50ml浓度为20mg/L对硝基苯酚溶液 加入CTAB改性沸石2g（微波高火1min），采取以下不同震荡时间，静置取上清液，测吸光度。

随着实验震荡时间的加长，沸石对PNP的去除效果呈上升趋势，震荡一小时后吸附稳定达到最大值，随着时间的继续增长PNP的活化能下降所以吸附率也随着下降。

3.1.5最佳条件下CTAB改性沸石对PNP的去除效果

表3.1.5最佳条件下CTAB改性沸石对PNP的去除效果

温度(℃) PH 沸石材料 震荡时间（h） CTAB改性沸石投加量（g） 对硝基苯酚浓度(mg/L) 去除率(%) 吸附量

（mg/g）

室温 6 CTAB改 1 2 50 75.31 0.75

3.2 沸石对一元CTAB的去除

3.2.1 CTAB溶液的临界胶束浓度

配制浓度分别为50、100、200、300、400、500、600、1000的CTAB溶液100mL，用电导仪分别测各组溶液的电导率作图。

图3.2.1 电导率法测CTAB临界胶束浓度

由图3.2.1可知：随着CTAB溶液浓度的不断升高，溶液的电导率呈线性关系升高，当浓度为350mg/L时电导率线出现明显的拐点，这个拐点即为临界胶束浓度。这是因为当CTAB浓度达到临界胶束浓度时溶液中的CTAB在界面富集吸附一般的单分子层，形成最简单的胶团从而导致溶液中导电离子减少使电导率降低。

3.2.2不同方法处理的材料对去除CTAB的效果的影响

取浓度为50mg/L,体积为100mL的CTAB溶液，分别向其中加入天然沸石、微波高火改性沸石、CTAB改性沸石1.1g，搅拌90分钟，离心取上层清液，测吸光度。

微波高火改性沸石吸附效果要好于普通沸石，CTAB改性沸不能去除CTAB,所以本实验采用微波高火改性沸石。

3.2.3微波高火改性沸石投加量对沸石去除CTAB效果的影响

100ml浓度为50mg/LCTAB溶液，分别加入0.3、0.5、0.7、0.9、1.1、1.3、1.5、1.7、1.9、2.1克高火微波1min沸石，搅拌60分钟，离心取上清液，测吸光度。

随着沸石投加量的增加，沸石对CTAB的去除效果呈上升趋势，当投加量为1.1g时去除效果最好。当投加量超过2g时去除效果呈下降趋势，因为随着沸石投加量的增加，单位质量的沸石吸附CTAB的质量下降。

3.2.4 CTAB浓度对微波高火改性沸石去除CTAB效果的影响

100ml浓度分别为50、75、100、150、200、250、300、350、400mg/LCTAB溶液，加入高火微波（微波炉高火）1min沸石2克，搅拌90分钟，取溶液上清液，测溶液上清液吸光度。

伴随着CTAB浓度的变化，CTAB浓度升至75mg/L时去除率达到最大值，然后随着浓度的升高去除率逐渐下降，当浓度值接近CTAB临界胶束浓度附近时去除率陡然下降，这是因为当CTAB浓度达到临界胶束浓度附近时,CTAB会在溶液里形成小的胶团，这些胶团不易被微波高火改性沸石吸附。CTAB溶液浓度继续升高超过临界胶束浓度后，吸附机理发生改变，去除率又逐渐升高。

3.2.5 搅拌时间对微波高火改性沸石去除CTAB效果的影响

100ml浓度为75mg/L CTAB溶液，分别加入1.1克高火微波1min沸石，搅拌30、60、90、120、150、180分钟，离心取上清液，测吸光度。

随着搅拌时间的加长，CTAB去除率先呈上升趋势，然后小幅度下降之后由呈回升趋势。这是因为随着着搅拌时间的增加CTAB与沸石的接触的更充分吸附效果上升，伴随着时间继续加长，CTAB，重新上升趋于稳定。但是由于180min时的吸附效果跟90min时的吸附效果非常接近，所以最佳搅拌时间取90min。

3.2.6最佳条件下微波高火沸石对CTAB的去除效果

表3.2.6最佳条件下微波高火沸石对CTAB的去除效果

温度(℃) 沸石材料 搅拌时间（h） PH 微波高火改性沸石（g） CTAB浓度(mg/L) 去除率(%) 吸附量

（mg/g）

室温 微波高火改性沸石 1.5 8 1.1 75 94.18 6.23

第四章 结论和建议

一、结论

1）微波高火改性沸石对CTAB有良好的去除效果，去除率达90%以上在酸性条件下进行，在弱酸、弱碱和中性条件下去除效果较好，而且步骤简单易于操作，设备投资低廉因此具有一定的实用性。

2）在一元条件下普通沸石对PNP的去除率为8%左右，必须依靠CTAB改性沸石才能使PNP的去除率达到70%以上。

3）沸石的制备工艺相对简单，成产成本低，使得其处理含CTAB和对硝基苯酚的废水的投资及运行费用较低，因此该法处理含苯胺和CTAB废水在经济上是可行的。

4.2建议

1)沸石去除CTAB和PNP的核心在于提高沸石的吸附性能，寻找具有良好性能，且处理工艺简单、处理费用低廉沸石，能让沸石更早的投入到大规模应用中去

2）实验中主要采用蒸馏水配制的模拟废水进行研究，但实际生活中的废水中很复杂，有多种污染物，所以该领域的研究工作尚需加强