磁性壳聚糖微球对酸性偶氮染料废水的脱色研究

摘要：应用磁性壳聚糖微球对水溶性酸性偶氮染料模拟废水进行吸附脱色处理，研究了溶液的酸度、染料废水的初始浓度等对脱色率的影响。研究表明，磁性壳聚糖微球对水溶性偶氮染料具有优良的脱色效果，在!为#$%左右，吸附剂的饱和吸附量达到&&’())。这种新型吸附剂不仅吸附能力强*速度快*而且易分离*可再生*是一种很有开发应用前景的新型染料废水吸附剂。关键词：偶氮染料废水；磁性壳聚糖微球；吸附作用中图分类号：+,--文献标识码：.文章编号：/%%,0’’%+（1%%#）%10%%%/0%’%$前言染料废水由于其高234、高色度、有机成分复杂、微生物降解程度低等诸多特点，一直是工业废水处理中的一大难题。治理染料废水行之有效的途径是先通过物理化学方法将其进行预处理脱色，去除生物毒性大、色度高的染料分子，提高废水的可生化性，然后通过后续生化处理，达到综合治理的目的。其中作为染料废水预处理的物理化学处理是十分关键的5/016。在物理处理法中应用最多是吸附法，目前工业上使用较多的吸附剂是粒状活性炭和活性硅藻土和树脂。研究表明：活性炭是大部分染料的最好吸附剂，但其再生困难，使用成本高516。而壳聚糖在水处理中的应用近年来在国外已逐渐普遍，主要作用是吸附和絮凝5#6。本文研究了可再生磁性壳聚糖微球对偶氮染料废水的脱色性能，为其在工业废水处理的应用和设计最佳工艺条件提供理论依据。/实验部分/$/试剂和仪器试剂：壳聚糖、戊二醛（.$7$）、甲苯（.$7$）、液体石蜡（2$8$）、9:3（.$7$）、;!:<0-%（2$8$）、磁性壳聚糖微球对酸性偶氮染料废水的脱色研究洪爱真，魏燕芳，陈盛（福建师范大学化学系，福建福州#’%%%,）第1期（总第/&’期）=1（;>?@:A=/&’B福建轻纺CD>E@)DFGC>HF@A>ILMNOKP@:<1%%#年1月OQR$1%%#作者简介：洪爱真（/S,-0），女，福建福鼎人，福建师范大学化学系硕士研究生。聚乙二醇!#$%&&&’、硫酸亚铁铵（()*)）、硫酸高铁铵（()*)）、丙酮（()*)）、石油醚（()*)）、甲基橙染料、活性碳仪器：紫外+可见分光光度计、,-.型分光光度计、/0+12型酸度计、电动搅拌器、磁力搅拌器.)-制备方法.)-).磁流体的制备参考文献3%+45进行6并做了改进。将-47#$%&&&、.&&89重蒸水置于三颈瓶中6溶解后6依次加入&)&-8:9;/%<=!0>%’-·.-/->和&)&.8:9!;/%’-<=!0>%’-·?/->6充分溶解6在温度为?&@下6边搅拌边滴加18:9AB;C>/水溶液至反应混合液的D/为..E.-。在?&@下继续反应%F6得到棕黑色悬浮液6以悬液状态保存。..)-)-磁性壳聚糖微球的制备参考文献3?5，稍作改进。在4&&89的大烧杯中，分别加入-G壳聚糖醋酸溶液-&89、.)&89磁流体，%890DCH+I&及I&89液体石蜡，常温下充分搅拌1&8JH，以形成均匀细小颗粒。造粒结束后，倒入4&&89的三口瓶中，加入.)&89-4G戊二醛进行交联，先在%&@下反应.F，再升温在?&E,&@下反应1F。产物用石油醚、丙酮、水充分洗涤，抽滤，?&@真空干燥。参照文献3,5的方法，测定磁性壳聚糖微球的胺基含量。.)1实验方法!.’染料溶液波长扫描及定量标准曲线的绘制K采用紫外可见分光光度计对甲基橙染料溶液进行扫描测定6获得其紫外可见光谱和最大吸收波长。当对不同浓度溶液进行扫描时6可得到染料的定量标准曲线3I5。!-’平衡吸附实验K配制预定组成的甲基橙溶液6取一定体积溶液于磨口锥形瓶中6加入定量的磁性壳聚糖微球吸附剂6恒温搅拌至吸附平衡。在一定外加磁场作用下，磁性微球沉降至底部，取上清液用,-.型分光光度计测定甲基橙的平衡浓度。吸附率的计算按下式K去除率（G）L2&+2=M.&&2&平衡吸附量的计算按下式KHNLO!2&+2=’$式中2&、2=分别表示溶液中甲基橙的起始浓度和平衡浓度!87B’6HN表示吸附剂的平衡吸附量!877’6O是吸附溶液的体积P$是吸附剂的质量。!1’吸附动力学实验K取一定体积已知浓度的染料溶液于-4&89锥形瓶中6搅拌速度控制恒速.&&QD8JH6将已称重的吸附剂转入锥形瓶中6按预定时间取样6测定吸光度。·-··-&&1·福建轻纺吸附量的计算按下式!#$%&’#()*($%+式中#$%表示吸附剂的吸附量,()、(-分别表示溶液中甲基橙的起始浓度和$时间的浓度#./01%,’是吸附溶液的体积2+是吸附剂的质量。3结果与讨论345染料最大吸收波长的测定及定量曲线的确定采用紫外*可见分光光度计对甲基橙溶液进行扫描测定,其最大吸收波长为67)8.。对不同浓度系列溶液进行扫描测定时,得到其定量标准曲线,归一化后得到方程!9&)4):;<(=