硅藻土的吸附.docx

实验项目名称 实验项目名称 学生团队名称 指导教师 所在学院 完成实验日期 大学生创新实验报告 硅藻土对甲基橙的吸附性能的测定 何晓晓 郝夏雨 饶品华 化学化工学院 2013?2014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 实验目的 了解硅藻土的性能与吸附性。 测定硅藻土对有机染料的吸附性以及影响因素。 了解掌握恒温器和分光光度计的使用方法. 硅藻土吸附剂在染料废水处理中的可应用性。 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SiO，含有少量FeO、CaO、MgO、Al O及有 22 3 2 3 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?g-1。酸洗处理可提 高硅藻土的比表面积，增大孔容。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，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。 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, 5.23,6.23,7.23,8.23，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。 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-90754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: 硅藻土甲基橙蒸馏水盐酸溶液氢氧化钠溶液 实验过程 pH对硅藻土吸附性能的影响 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A0，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（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 4.23,5.23，6.23，7.23，8.23 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，将五个锥形瓶放入恒温振荡器，调节温度为25°C，半小时后 离心分离取上清液测其吸光度，记录数据。 实验完毕，整理器材。 B吸附剂的量对吸附的影响 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。 用紫外分光光度计测定溶液的吸光度A。，甲基橙的最大吸收波长 为463nm （查资料得） 用移液管分别移取25ml浓度为20mg/L的5份