為分析吸附技術(shù)在船舶機(jī)艙含油廢水處理中的可行性,本文通過(guò)化學(xué)活化法,分別選擇KOH和酚醛樹(shù)脂作為活化劑和碳源,在由溶液浸漬法制備膨脹石墨/活性炭復(fù)合吸附劑后,進(jìn)行乳化油在制備試樣上的吸附平衡和吸附動(dòng)力學(xué)特性作分析。在25℃下,根據(jù)重量法的原理測(cè)試了乳化油在吸附劑試樣上的吸附動(dòng)力曲線,并通過(guò)擬合Lagergren準(zhǔn)一級(jí)和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)曲線,確定吸附速率常數(shù)與初始吸附速度。在溫度區(qū)間20℃～30℃,測(cè)試乳化油在試樣上的吸附等溫線后,比較Langmuir,Freundlich和Tempkin吸附等溫方程預(yù)測(cè)吸附平衡數(shù)據(jù)的精度,并由Van′t Hoff方程計(jì)算了吸附平衡過(guò)程的焓變和熵變。結(jié)果表明,乳化油在復(fù)合吸附劑上發(fā)生物理吸附且在常溫下就可自發(fā)進(jìn)行,研究乳化油在復(fù)合吸附劑上的吸附動(dòng)力學(xué)特性和吸附平衡可分別選用Lagergren準(zhǔn)二級(jí)吸附速率模型和Tempkin吸附等溫方程。膨脹石墨/活性炭復(fù)合吸附劑用于船舶機(jī)艙含油廢水的處理具有良好的前景。 

【文章來(lái)源】：艦船科學(xué)技術(shù). 2020,42(11)北大核心

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【部分圖文】：

乳化油在復(fù)合吸附劑上的吸附動(dòng)力學(xué)曲線Fig.1Adsorptionkineticscurveofonboardemulsifiedoilonthecompositeadsorbent

qe=(C0Ce)·Vm。(1)qeC0Cem其中：為吸附劑的平衡吸附量；為乳化油的初始濃度；為平衡時(shí)乳化油的平衡濃度；為復(fù)合吸附劑的質(zhì)量。在溫度區(qū)間293~308K測(cè)定的吸附等溫線如圖2所示。圖2乳化油在復(fù)合吸附劑上的吸附等溫線Fig.2Isothermsofemulsifiedoiladsorptiononthecompositeadsorbent2結(jié)果分析2.1吸附動(dòng)力學(xué)特性分析從圖1可發(fā)現(xiàn)，約在吸附發(fā)生的15min內(nèi)，吸附量達(dá)到最大值67.2mg/g后逐漸趨于平衡�？梢哉J(rèn)為，在初始階段，吸附主要發(fā)生在復(fù)合吸附劑較大的孔內(nèi)，大孔的孔容相對(duì)較大，乳化油的吸附速度相對(duì)較快、吸附量增長(zhǎng)速度較快。隨后，毛細(xì)凝聚現(xiàn)象逐漸轉(zhuǎn)向復(fù)合吸附劑的內(nèi)部，由于活化形成的活性炭主要聚集于復(fù)合吸附劑孔隙內(nèi)，孔隙內(nèi)的孔容相對(duì)較小，乳化油的擴(kuò)散緩慢，吸附量的增長(zhǎng)減緩。復(fù)合吸附劑中除封閉孔以外的孔隙均被填滿時(shí)，乳化油在復(fù)合吸附劑上的吸附達(dá)到飽和。因此，乳化油在復(fù)合吸附劑上的吸附速率控制步驟為孔擴(kuò)散控制。分別選用Lagergren準(zhǔn)一級(jí)吸附速率方程和準(zhǔn)二級(jí)吸附速率方程擬合吸附劑在不同時(shí)間下的乳化油吸附量進(jìn)行擬合，結(jié)果如圖3和圖4所示，擬合細(xì)節(jié)參閱文獻(xiàn)[11]。圖3乳化油在復(fù)合吸附劑上吸附的準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合Fig.3Linearfitofquasi-first-orderkineticequationforemulsifiedoiladsorptiononcompositeadsorbents圖4乳化油在復(fù)合吸附劑上吸附的準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合Fig.4Linearfitofquasi-second-orderkineticequationforemulsi-fiedoiladsorptiononcompositeadsorbents(qe)由圖3推得的平衡吸附量為35.57mg/g，測(cè)試的平衡吸附量為67.2mg/g，乳化油在復(fù)合吸附劑上的吸

嘍越?快、吸附量增長(zhǎng)速度較快。隨后，毛細(xì)凝聚現(xiàn)象逐漸轉(zhuǎn)向復(fù)合吸附劑的內(nèi)部，由于活化形成的活性炭主要聚集于復(fù)合吸附劑孔隙內(nèi)，孔隙內(nèi)的孔容相對(duì)較小，乳化油的擴(kuò)散緩慢，吸附量的增長(zhǎng)減緩。復(fù)合吸附劑中除封閉孔以外的孔隙均被填滿時(shí)，乳化油在復(fù)合吸附劑上的吸附達(dá)到飽和。因此，乳化油在復(fù)合吸附劑上的吸附速率控制步驟為孔擴(kuò)散控制。分別選用Lagergren準(zhǔn)一級(jí)吸附速率方程和準(zhǔn)二級(jí)吸附速率方程擬合吸附劑在不同時(shí)間下的乳化油吸附量進(jìn)行擬合，結(jié)果如圖3和圖4所示，擬合細(xì)節(jié)參閱文獻(xiàn)[11]。圖3乳化油在復(fù)合吸附劑上吸附的準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合Fig.3Linearfitofquasi-first-orderkineticequationforemulsifiedoiladsorptiononcompositeadsorbents圖4乳化油在復(fù)合吸附劑上吸附的準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合Fig.4Linearfitofquasi-second-orderkineticequationforemulsi-fiedoiladsorptiononcompositeadsorbents(qe)由圖3推得的平衡吸附量為35.57mg/g，測(cè)試的平衡吸附量為67.2mg/g，乳化油在復(fù)合吸附劑上的吸附不滿足Lagergren準(zhǔn)一級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)；而由圖4擬合直線的斜率和截距可分別得到平衡吸附量和準(zhǔn)二級(jí)吸附速率常數(shù)為67.4mg/g，k2=0.0609g/mg/min，乳化油在復(fù)合吸附劑上的吸附顯然由Lagergren準(zhǔn)一級(jí)吸附動(dòng)力學(xué)方程來(lái)描述將有更高的精度。初始吸附速度可表示為：h=k2q2e。(2)由此可得h=275.015mg/（g·min）。該數(shù)值表明，復(fù)合吸附劑在吸附開(kāi)始時(shí)對(duì)乳化油有較高的吸附速度，這與圖1的結(jié)果相吻合。2.2吸附平衡分析從圖2可發(fā)現(xiàn)，平衡溫度升高時(shí)，乳化油在復(fù)合吸附劑上的平衡吸附量減小，表明乳化油在復(fù)合吸附劑上的?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]含油污水處理技術(shù)方法簡(jiǎn)述[J]. 井博勛,劉雅潔.  天津化工. 2015(04)
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碩士論文
[1]膨脹石墨/活性炭用于船舶艙底水處理的研究[D]. 李松.集美大學(xué) 2016
[2]重力式油水分離器性能的數(shù)值模擬[D]. 侯先瑞.大連海事大學(xué) 2011
[3]膨脹石墨—活性炭成型復(fù)合材料的制備及其苯酚吸附性能研究[D]. 程相樂(lè).江蘇大學(xué) 2009
[4]凹凸棒石吸附水溶性染料的性能及機(jī)理研究[D]. 王詩(shī)生.合肥工業(yè)大學(xué) 2005



本文編號(hào)：2964680