碱性固体吸附剂分离水溶液中苯酚的研究
苯酚对人类和水生生物有毒;在受纳水体中产生需氧量。随着工业废水的不断增加，对包括苯酚在内的有机物的去除要求也越来越高。固体吸附剂脱除水溶液中苯酚是一种有效的方法，但再生较为困难。本文提出了一种用碱性吸附剂吸附分离水溶液中苯酚和用CO2再生的方法，研究了不同吸附剂对苯酚的吸附性能，探讨了吸附容量与吸刚剂比表面积、孔径分布等特性之间的关系，为该方法脱除水溶液中苯酚提供了依据。具体研究结果为: 本文研究用了四种固定在聚苯乙烯-二乙烯基苯基体上的氨基功能化树脂吸附水溶液中苯酚和解吸行为。这些聚合树脂被命名为LewatitVPOC1065、D308、PuroliteA110和JT002。Lewatit-VPOC1065吸附剂中的氨基官能团由于静电吸附形成离子键，表现出较高的吸附容量和与苯酚的化学亲和力，最大吸附容量为40.49mg/g，去除率为95.46％。无论D308、PuroliteA110和JT002是否含有少量的氨基官能团，三种树脂对苯酚的吸附量分别为29.02mg/g、22.61mg/g和14.27mg/g。研究表明，LewatitVPOC1065、D308、PuroliteA110和JT002去除苯酚的吸附平衡结果符合Langmuir等温模型，即苯酚在吸附剂的基质表面形成一层单层吸附。动力学研究结果表明，LewatitVPOC1065由于其基质中存在大量的氨基官能团，苯酚的去除速度更快;吸附动力学符合拟二级动力学模型，表明氨基官能团与苯酚之间存在化学吸附。这一现象与使用所有四种吸附剂去除苯酚的情况相似。 采用3种不同的压力和4种温度对高压CO2解吸过程进行了研究。结果表明，在较高的压力和温度下，解吸速度较快。在解吸过程中，增加CO2压力可以增加气体密度，使更多的CO2分子与树脂中的氨基官能团相互作用，取代已经吸附的苯酚。同时，提高体系温度使氨基官能团与苯酚分子之间的相互作用减弱，从而使苯酚更有效地被CO2取代。树脂中的氨基官能团对酸性较强的化合物具有较高的选择性，因此CO2分子被树脂吸附，苯酚在湿体系中被去除。吸附热力学表明，吸附是一个自发的、可行的、吸热的过程。此外，对LewatitVPOC1065进行了7次吸附/解吸循环试验，结果表明，该催化剂具有良好的稳定性。在吸附/解吸循环过程中，可以观察到树脂的吸附能力略有下降。二氧化碳分子和氨基化合物在高温下会发生反应，产生不可逆的尿素分子((NH2)2CO)，使一些氨基官能团的活性位点失活。
碱性固体吸附剂;分离水溶液;苯酚
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
吴卫泽
2021
中文
TQ243.12
2021-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）