1、Shanghai University of Engineering Science大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng)硅藻土對(duì)甲基橙的吸附性能的測(cè)定學(xué)生團(tuán)隊(duì)名稱(chēng)指導(dǎo)教師所在學(xué)院完成實(shí)驗(yàn)日期041412205 何曉曉041412223 郝夏雨饒品華化學(xué)化工學(xué)院20132014學(xué)年第二學(xué)期目錄硅藻土對(duì)甲基橙的吸附性能的測(cè)定實(shí)驗(yàn)1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解硅藻土的性能與吸附性。2. 測(cè)定硅藻土對(duì)有機(jī)染料的吸附性以及影響因素。3. 了解掌握恒溫器和分光光度計(jì)的使用方法.4. 硅藻土吸附劑在染料廢水處理中的可應(yīng)用性。2. 實(shí)驗(yàn)背景硅藻土是海洋或湖泊中生長(zhǎng)的硅藻類(lèi)的殘骸在水底沉積經(jīng)自 然環(huán)境作用而逐漸形成的一種非

2、金屬礦物。硅藻土不但被稱(chēng)為是 “食品級(jí)”的材料，而且因?yàn)樗揪驮从诖蠛；蚝矗谒?中還非常穩(wěn)定。世界上有 20多個(gè)國(guó)家出產(chǎn)硅藻土礦，而中國(guó)硅 藻土礦資源比較豐富，儲(chǔ)量在 20億噸以上。硅藻土的特性：從礦物成分上來(lái)看，硅藻土主要由蛋白石組成，雜質(zhì)為粘土 礦物、水云母、高嶺石等。純凈的硅藻土一般呈白色土狀，含雜 質(zhì)時(shí)常被鐵的氧化物或有機(jī)質(zhì)污染而呈灰白、黃、灰、綠以至黑 色。其化學(xué)成分主要是 SiO2,含有少量FE2O3、CaO、MgO、Al2O3 及有機(jī)雜質(zhì)。有機(jī)物含量從微量到 30%以上。SiO2含量是硅藻 土礦石中硅藻含量的量度標(biāo)志之一。國(guó)內(nèi)硅藻土比表面積一般在19-65m2?g-1的范

3、圍內(nèi)，主要孔 半徑為50-800nm,孔體積為0.45-0.98cm3?g-1。酸洗處理可提 高硅藻土的比表面積，增大孔容。但不同種屬的硅藻土經(jīng)焙燒處理比表面、孔容的變化不同硅藻土的吸附性能與其物理結(jié)構(gòu)密切相關(guān)：硅藻土的比表 面積越大，吸附性能就越大；孔徑越大，吸附質(zhì)在孔內(nèi)的擴(kuò)散速 率越大，也就越有利于達(dá)到吸附平衡。但在孔容一定的情況下孔 徑增大會(huì)降低比表面積，從而降低吸附性能；在孔徑一定時(shí)，孔 容越大，吸附量就越大。硅藻土表面獨(dú)特的羥基結(jié)構(gòu)使其在水溶 液中成弱酸性，通常其顆粒表面帶有負(fù)電荷，這就對(duì)其吸附性能 產(chǎn)生了重要影響。硅藻土的吸附性能：我國(guó)硅藻土資源豐富，是世界上硅藻土儲(chǔ)量最多的國(guó)家之

4、一。 過(guò)去硅藻土在我國(guó)主要只用于作催化劑載體、助濾劑以及保溫材 料。近年來(lái)隨著各個(gè)國(guó)家對(duì)水環(huán)境問(wèn)題的日益關(guān)注，硅藻土作為 廉價(jià)的吸附劑。硅藻土材料多孔，比表面積大，熔點(diǎn)及化學(xué)穩(wěn)定 性高，所以是適合的吸附劑，且其價(jià)格低廉，價(jià)格比常用的活性 炭吸附材料低了約400多倍而又因其顆粒表面帶有負(fù)電荷，它對(duì) 于吸附各種金屬離子、陽(yáng)離子型的有機(jī)化合物及高分子聚合物等 有天然的優(yōu)勢(shì)。利用廉價(jià)吸附材料代替活性炭吸附劑在有色污水處理中得 到廣泛的研究。硅藻土資源豐富，價(jià)格低廉，其作為一種天然多 孔產(chǎn)物，有望成為理想的染料吸附劑。3. 實(shí)驗(yàn)方案吸附時(shí)間，吸附溫度，吸附 pH等的因素對(duì) 硅藻土吸附劑吸附染料有一定的影

5、響。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)控制變量法研究其硅藻土對(duì)甲基橙的 吸附性改變甲基橙的酸堿度為4.23, 5.23, 6.23, 7.23, 8.23,保證實(shí) 驗(yàn)的溫度，攪拌的速度和時(shí)間，環(huán)境的濕度，吸附質(zhì)的濃度，吸附劑 的顆粒大小等完全一致，測(cè)定其透光度。改變硅藻土的含量為0.1g, 0.2g, 0.3g, 0.4g, 0.5g保證溫度，pH， 攪拌的速度，環(huán)境的濕度，吸附質(zhì)的濃度，吸附劑的顆粒大小等完全 一致，測(cè)定其透光度。4. 實(shí)驗(yàn)試劑與儀器儀器和設(shè)備:BS124S型電子天平DHG-90754型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱UV-8453A型紫外分光光度計(jì)SHA-B型恒溫振蕩器PHS-3C型精密pH計(jì)100mL具塞錐形

6、瓶實(shí)驗(yàn)試劑：SHB-IV10mL80-2BS224S10mL雙A循環(huán)水式多用真空泵離心管型低速離心機(jī)型電子天平離心管硅藻土甲基橙蒸餾水鹽酸溶液氫氧化鈉溶液5. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程A. pH對(duì)硅藻土吸附性能的影響1. 在電子分析天平計(jì)準(zhǔn)確稱(chēng)量 20mg甲基橙粉末放入1000ml容量瓶中，添加蒸餾水到刻度線，用玻璃棒攪拌溶液使其全部溶解。2. 用紫外分光光度計(jì)測(cè)定溶液的吸光度 Ao，甲基橙的最大吸收波長(zhǎng)為 463nm （查資料得）3. 用移液管分別移取25ml濃度為20mg/L的5份甲基橙溶液（已配制 好）放于5個(gè)100ml錐形瓶中，用HCL溶液和NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的PH分別為 4.23, 5.23 ，6

7、.23，7.23，8.234. 在電子分析天平計(jì)上準(zhǔn)確稱(chēng)取 5份0.4g硅藻土分別放入5個(gè)錐形 瓶中，將五個(gè)錐形瓶放入恒溫振蕩器，調(diào)節(jié)溫度為 25C，半小時(shí)后 離心分離取上清液測(cè)其吸光度，記錄數(shù)據(jù)。5. 實(shí)驗(yàn)完畢，整理器材。B吸附劑的量對(duì)吸附的影響1. 在電子分析天平計(jì)準(zhǔn)確稱(chēng)量 20mg甲基橙粉末放入1000ml容量瓶 中，添加蒸餾水到刻度線，用玻璃棒攪拌溶液使其全部溶解。2. 用紫外分光光度計(jì)測(cè)定溶液的吸光度Ao，甲基橙的最大吸收波長(zhǎng)為463nm （查資料得）3. 用移液管分別移取25ml濃度為20mg/L的5份甲基橙溶液放于5個(gè)100ml錐形瓶中，在電子分析天平計(jì)上分別準(zhǔn)確稱(chēng)取0.1g,

8、0.2g,0.3g, 0.4g, 0.5g 硅藻土分別放于5個(gè)錐形瓶中，將五個(gè)錐形瓶放 入恒溫振蕩器中振蕩，調(diào)節(jié)溫度為 25C，半小時(shí)后離心分離取上清 液測(cè)其吸光度，記錄數(shù)據(jù)。5. 實(shí)驗(yàn)完畢，整理器材。6. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析PH4.235.236.237.238.23A o1.71.71.71.71.7A0.8070.9271.2311.3421.443脫色率（%）52.545.527.621.015.1pH對(duì)吸附性能的影響4 o o o o o o O 6 5 4 3 2 1硅藻土量（g）0.1g0.2g0.3g0.4g0.5gA o1.71.71.71.71.7A0.9251.2051.

9、3111.4201.501脫色率（）45.629.122.916.511.7吸附劑的量對(duì)吸附的影響硅藻土的量)7. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)我們可以看出：隨著吸附劑的量的增加，脫色率逐漸降 低，隨著PH的增加(在一定范圍內(nèi))，硅藻土對(duì)甲基橙的脫色率逐漸 降低，對(duì)于酸性染料甲基橙而言，PH越大，脫色率越低。參考文獻(xiàn)1 王忠喜，顧中華.混凝脫溶法處理印染廢水試驗(yàn)研究J. 水 資源保護(hù),2003,3:41-43,58.2 李茵.染料廢水處理技術(shù)的研究進(jìn)展J. 化工時(shí)刊,2005,19(10) : 60- 63.3 程云，周啟星，馬奇英等.染料廢水處理技術(shù)的研究與進(jìn)展J.環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2003,

10、4(6):56- 60.4 林俊雄，詹樹(shù)林，方明輝等.三種吸附劑的改性與染料吸附特性比較研究J.浙江大學(xué)學(xué)報(bào)，工學(xué)版,2006,40(12):2031-2062.5 鄭水林，王利劍，舒鋒等.酸浸和焙燒對(duì)硅藻土性能的影響J. 硅酸鹽學(xué)報(bào),2006,34(11):1382-1386. 楊宇翔，吳介達(dá)黃忠良等.幾種硅藻土的表面電化學(xué)性質(zhì)的研究J.無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)，1997,13(1):11-15.7 詹樹(shù)林,林俊雄，方明輝等.硅藻土在工業(yè)污水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展J.工業(yè)水處理，2006,26(9):10-13.8 朱利中，潘巧明，陳曙光等.有機(jī)粘土吸附處理水中苯酚的性能及應(yīng)用J.水處理技術(shù),1996,2

11、2(2):107-112.9 沈巖柏，朱一民，魏德洲等.硅藻土對(duì)諾卡氏菌的吸附作用J.東北大學(xué)學(xué)報(bào)，自然科學(xué)版，2005,26(2) :183-185.10 楊宇翔，張亞匡，吳介達(dá)等.硅藻土脫色機(jī)理及其在印染廢水中應(yīng)用的研究J.工業(yè)水處理,1999,19(1):15-17.11 李門(mén)樓.改性硅藻土處理含鋅電鍍廢水的研究J.湖南科技大 學(xué)學(xué)報(bào),2004,19( 3) : 81- 84.12劉景華，呂曉麗，魏麗丹等.硅藻土微波改性及對(duì)污水中硫化物吸附的研究J.非金屬礦，2006, 29( 3) : 36- 37.8. 實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖片9. 實(shí)驗(yàn)心得與體會(huì)通過(guò)這次實(shí)驗(yàn)，學(xué)會(huì)了不少東西，培養(yǎng)提高了自己的動(dòng)手能力與 創(chuàng)新思維。這次的實(shí)驗(yàn)與我們以前不同，以前的實(shí)驗(yàn)步驟與原理都是 已知，我們只需驗(yàn)證與理論符合，但這次我們必須自己完成先前步驟。 明白了實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作是必不可少的。 在實(shí)驗(yàn)前我們的需要查閱各 種相關(guān)資料，明確實(shí)驗(yàn)的目的，了解實(shí)驗(yàn)