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交联淀粉对孔雀石绿吸附性能研究

2021-11-13李菊娣李薇马宏飞王真真

应用化工 2021年10期
关键词:孔雀石等温投加量

李菊娣,李薇,马宏飞,王真真

(辽宁石油化工大学 环境与安全工程学院,辽宁 抚顺 113001)

交联淀粉作为一种重要的淀粉衍生物,具有水溶性低、耐酸、热稳定性高、黏度大、流动性低等优点,被用于Cr(Ⅵ)、Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)等重金属及染料的吸附[1-3],并且效果都较好。孔雀石绿是一种蓝绿色阳离子染料,广泛应用于造纸和纺织工业。溶于水,有毒,不易生物降解。它会恶化水质,削弱光合作用的活性,从而降低了水生生物的溶解氧水平。近些年利用生物质和工业废料,如木材、落叶、粉煤灰、废茶渣等替代商品活性炭作为吸附剂去除孔雀石绿的研究较多[4-7]。而以交联淀粉作为吸附剂去除孔雀石绿未见报道,本文以交联淀粉作为吸附剂,研究了其对孔雀石绿的吸附性能。

“从农民需求出发办节目,用农民熟悉的表达方式办节目,用农民易于接收的渠道传播节目”。作为传播“三农”政策的重要平台,农广人在办节目时心里应该装着农民,眼睛关注农民,行动爱护农民,多走到农村、走进农田,与农民交朋友,让整个频率都散发出芬芳的泥土气息,把根深深地扎进广袤的大地,把触角伸向田间地头,把服务送到农家院里,把党和政府的关怀与温暖传递到农民心中,用节目和文艺作品滋润田野沃土,让农民喜欢到不离不弃。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

市售玉米淀粉;孔雀石绿、环氧氯丙烷、无水乙醇、三氯乙酸、硝酸银、NaOH、HCl等均为分析纯。

VIS-7220可见分光光度计;TB-214电子天平;HZQ-C空气浴振荡器;DHG-9146A电热恒温鼓风干燥箱;LD5-2A低速离心机;pHS-3C系列pH计。

1.2 交联羧甲基淀粉的制备

1.2.1 交联淀粉的制备 在1 000 mL烧杯中,加入300 g玉米淀粉与490 mL碱性NaCl溶液(NaCl含量50 g/L,NaOH含量9.5 g/L)混合。然后将含有6 mL环氧氯丙烷的碱性溶液慢慢滴入淀粉乳中,反应持续了5 h。反应后,用1 mol/L盐酸溶液将pH值调节到6.5~7。淀粉用蒸馏水冲洗多次,过滤并在干燥箱中干燥至恒重。

2018年3月,中共中央有关文件要求“将基本养老保险费、基本医疗保险费、失业保险费等各项社会保险费交由税务部门统一征收”。社会保险费征管职责划转税务部门,是以习近平同志为核心的党中央的重大决策部署,有利于降低征纳成本、提高征管效率;有利于优化缴费服务,促进缴费负担更加公平,增强人民群众改革获得感,使税务部门在国家治理层面上的使命、职能、地位、作用更加凸显。

1.2.2 交联羧甲基淀粉的制备 将20 g交联淀粉分散在50 mL乙醇溶液中,转移到三个烧瓶中,将一定量的NaOH溶解在10 mL水中,35 ℃碱化1 h。随后,加入氯乙酸(溶于15 mL乙醇)并在50 ℃醚化持续3 h。反应后,用HCl将pH调节至6.5~7,沉淀产物要用无水乙醇过滤。将生成物在80%乙醇溶液中静置至无氯离子产生(由硝酸银溶液测定)。50 ℃干燥至恒重,即得到交联羧甲基淀粉。

1.3 吸附实验

V——孔雀石绿溶液的体积,L;

从图4可以明显看出,车体的变形较大,特别是罐体与车体的连接螺栓变形很严重。图5所示为车体及螺栓在碰撞结束后的整体应变图,车体后方单元32047受撞击后材料内部应力高达6.56 GPa,很明显已经失效。观察车体,碰撞发生后车体变形严重,其内部应力整体均远超屈服极限,可以断定车体此时已经报废。

(1)

(2)

式中C0——吸附前孔雀石绿的初始浓度,mg/L;

Ce——吸附后溶液中孔雀石绿的剩余浓度,mg/L;

qe——吸附剂的吸附容量,mg/g;

在250 mL碘量瓶中,加一定质量的交联羧甲基淀粉和50 mL一定浓度的孔雀石绿溶液。考察了实验条件如吸附时间、交联羧甲基淀粉量、染料溶液初始浓度、温度和盐浓度等因素变化的影响。在25 ℃(温度实验除外)空气浴振荡器中以170 r/min振荡吸附180 min后(除时间和吸附剂投加量实验外),离心10 min(3 500 r/min),用适量的上清液测定剩余染料的吸光值,计算了染料的浓度。进而通过公式(1)、(2)得出吸附率(%)和吸附量qe(mg/g)。

m——吸附剂的质量,g。

第三方物流服务商。我国的第三方物流服务商固然擅长物流运作,但是建材物流毕竟是新兴的产业之一,建筑材料的品类多,性质各异,而且客户对于此类商品的运输要求较高,收到货物后发现产品外观有略微的破损或者油漆脱落等问题都会影响客户满意度和之后的购买行为,所以在配送的过程中必然需要具备专业的配送人员。而第三方物流服务商缺乏相关人才,配送人员对于家装建材类的商品了解度非常有限,当配送人员不能满足要求时,家居建材的配送工作很难达到高质量高效率[12-14]。

2 结果与讨论

2.1 交联淀粉投加量对孔雀石绿吸附效果的影响

交联淀粉投加量0.4~6 g/L,与100 mg/L MG溶液振荡120 min后离心测定MG的吸光度,计算吸附率和吸附量qe,结果见图1。

一方面,我国劳动密集型产业虽然比较优势逐渐消失,但是劳动密集型产业在我国经济增长和吸纳就业方面仍有重要地位和作用,要采取各种措施切实减轻劳动密集型产业的负担,优化发展环境,让劳动密集型产业平稳发展和转型,防止劳动密集型产业因成本增加过快而大量倒闭破产或快速转移到其他国家。

由图1可知,随着交联淀粉加入量的增加,吸附率迅速增加,吸附量qe却有很大程度的下降。这可能是定量的MG溶液与变量的交联淀粉反应,开始时少量的交联淀粉与MG溶液充分接触,所以吸附量qe的值较大;随着投加量的增加,较多的交联淀粉会快速的吸附MG溶液,则吸附率增大;而交联淀粉与MG溶液接触不够充分,qe降低。当交联淀粉投加量5 g/L时,MG吸附率最高,为92.8%,qe为18.6 mg/g;交联淀粉投加量为0.4 g/L时,MG吸附率和吸附量qe分别为84.8%和212.1 mg/g;当加入量增加到1.2 g/L时,MG吸附率和吸附量qe分别为86.2%和71.8 mg/g。足以说明交联淀粉投加量越多吸附MG的性能越好。比较理想的吸附状态是同时获得较大的吸附率和qe。

2.2 吸附时间对孔雀石绿吸附效果的影响

将1 g/L交联淀粉分别与初始浓度为100 mg/L和80 mg/L的MG溶液混合,振荡5~240 min后,离心测定吸光度,评估了吸附率和qe,得到反应时间对MG吸附效果影响的曲线,论证了时间与吸附量的关系,结果见图2。

由图2可知,随着吸附时间的增加,吸附效果越来越好,吸附率和吸附量qe都在逐步变大。相同条件下,交联淀粉对80 mg/L的MG溶液的吸附率和qe大于100 mg/L的MG溶液。对于80 mg/L和100 mg/L 的MG溶液,在240 min时qe分别为71.9 mg/g 和96.5 mg/g。因为180 min后吸附率和qe变化较为缓慢,所以本文中的吸附实验时间为 180 min。

2.3 pH对孔雀石绿吸附效果影响

qe——平衡吸附量,mg/g;

由图3可知,pH值对交联淀粉吸附MG存在着较明显的影响。吸附率和qe初始阶段迅速下降,到pH=2.14处跌至低谷,吸附率为45.6%,此时吸附量qe为45.6 mg/g,之后又开始明显上升,到达pH=6.5时,吸附率为94.0%,此时吸附量qe为94.0 mg/g; 之后随着pH的增加吸附率和qe稍有增加。因为近中性条件下,交联淀粉对MG的吸附效果也较好,所以其他实验中对溶液初始pH值未作调整。

2.4 初始孔雀石绿浓度对吸附效果影响

将0.6 g/L交联淀粉与80~180 mg/L MG水溶液混合后在298,303,308,313 K恒温振荡器中恒温20 min振荡180 min,见图4。

由图4可知,随着MG初始浓度的增加,吸附率略有下降,而qe却直线上升。说明一定质量的交联淀粉吸附MG时,在低初始染料浓度下,MG与交联淀粉有效结合位点比率较低;随着染料浓度的增加,交联淀粉有效结合位点与MG染料分子之间相互作用增强。图中还可以看出同样条件下,温度越高,吸附率和qe越大,表明高温有利于交联淀粉吸附MG。

采用线性Langmuir和Freundlich等温方程[公式(3) 和(4)]拟合了交联淀粉对298~313 K孔雀石绿的吸附数据,分别以Ce/qe对Ce、lnqe对lnCe作图,结果见图5、图6。并计算出qm、b、k、1/n和R2(表1)。

2.5 吸附等温方程

基于LPS的World View2卫星影像正射影像图的制作……………………………………………………… 宋明辉(4-263)

表1 Langmuir和Freundlich等温吸附模型相关参数Table 1 Parameters of Langmuir and Freundlich isotherm adsorption models

(3)

(4)

式中Ce——平衡时溶质的质量浓度,mg/L;

k——吸附剂吸附能力,(mg/g)/(mg/L)n;

用一定浓度的HCl和NaOH调节100 mg/L MG溶液的初始pH值,与1 g/L交联淀粉混合,在25 ℃、 170 r/min的振荡器内振荡180 min后取出,离心10 min后测定MG的吸光度,计算吸附率、吸附量qe,考察pH值对交联淀粉吸附MG的影响,结果见图3。

近二、三十年来, 我国小水电开发步伐明显加速。伴随着大规模、高速度的小水电发展的进程中, 随之而来的结果是河流过度开发, 生态保护、环境影响等众多问题日益突出,由于小水电开发引起的环境、生态问题更是屡见不鲜。“十二五”期间,“民生水电、平安水电、绿色水电、和谐水电”四个水电建设有力促进了新技术、新材料和新设备应用,并使得农村水电发展取得了巨大的成效。随着电力工业的高速发展,小水电的任务发生了根本性的改变,由解决农村用电和脱贫向减少环境污染改善能源结构转变。

b——吸附线速度关系式,L/mg;

qm——单层饱和吸附,mg/g;

经过研究得知:观察组中护理满意度,空腹血糖,餐后两小时血糖指标大小分别(96.09±2.00)分、(4.16±0.13)mmol/l以及(6.20±1.11)mmol/l,所有数据均显著优于对照组,两组结果对比具有统计学意义。如表1所示:

n——吸附强度测量。

父母亲倒是没有多大改变,三年时间在岁月的长河中,毕竟也只是弹指一挥间。风影在心底里最惦念的,依然还是那个红琴,他便向母亲打听她的消息。母亲幽然叹了口气,说这个娃子也忒怪,像是中了什么邪,以前活蹦乱跳的一个人,现在都不愿说话了,见了生人就躲起来,有时候见了熟人也不打声招呼,还一天到晚的躲在楼上不下来,神经兮兮的,你说怪不怪?在母亲看来,红琴八成是落了洞,即被什么山洞里的什么神掳去了灵魂,配了阴婚,得了相思病什么的。风影似乎明白了什么,他瞟了一眼随身带来的竹笛子,心中有了主意。

由表1可知,交联淀粉吸附MG的等温吸附模型符合Langmuir和Freundlich等温式。相同的温度下,Freundlich吸附等温式的R2值(线性相关系数R2>0.98)都比Langmuir等温式的R2值(R2>0.96)大,所以交联淀粉对MG的吸附更符合Freundlich吸附等温式。在298 K时qm最大为769.23 mg/g。 根据Freundlich理论,在298~313 K范围内,交联淀粉吸附MG的1/n分别为0.771 9,0.664 6,0.655 4,0.662 6,符合0<1/n<1条件,表明交联淀粉对MG的吸附属于容易吸附。

2.6 吸附动力学

吸附动力学是研究吸附过程中吸附容量与吸附时间的关系,即吸附速率和吸附动态平衡的理论。吸附速率和吸附动态平衡都涉及物质的转移和扩散速率,这与温度和浓度等外界条件有关,还与吸附剂的孔隙结构、吸附颗粒的形状和大小以及吸附质的分子(或离子)性质有关。吸附动力学可以用来研究染料吸附的快慢程度。吸附动力学可用准一级动力学方程和准二级动力学方程拟合,可预测染料平衡吸附量。采用准一级和准二级动力学方程[方程(5)和(6)]对交联淀粉吸附孔雀石绿的实验数据进行了回归。结果见图7、图8和表2。

表2 交联淀粉吸附MG的准一级、准二级动力学参数Table 2 Pseudo-first and pseudo-second-order kinetic parameters of MG adsorbed on cross-linked starch

准一级动力学方程:ln(qe-qt)=lnqe-k1t

(5)

(6)

式中qe——平衡吸附量拟合值,mg/g;

qt——t时刻吸附量,mg/g;

k1——准一级吸附速率常数,min-1;

k2——准二级吸附速率常数,g/(mg·min)。

由表2可知,交联淀粉对MG的吸附过程可以用准一级和准二级动力学方程很好地描述。从R2可以看出,准二级动力学模型能较好地描述交联淀粉在MG表面的吸附动力学。准二级速率方程表明,吸附过程包括颗粒的表面吸附和内部扩散。此外,准二级动力学方程计算的吸附量值更接近实际的数值。

春秋战国时期,乱世滔滔,社会颠簸,政治失序。在此背景下,重在政治实践的公羊学所要解决的是乱世中的王道王法问题,希望以此给痛苦无望的历史提供另外一种发展的可能性。其中,大复仇说即其基本思想之一。

3 结论

本论文主要研究了交联淀粉对MG的吸附性能,结果表明,交联淀粉对MG有较好的吸附效果。 随着交联淀粉用量的增加,吸附率增加,吸附量减少。通过吸附时间对吸附影响实验确定了交联淀粉吸附MG的适宜时间是180 min。pH值变化对交联淀粉吸附孔雀石绿有一定影响,碱性条件下MG吸附效果更好。通过不同MG初始浓度对其吸附效率的影响得知,随着染料初始浓度的增加,吸附剂的吸附率略有降低,吸附量qe明显增加。高温有利于交联淀粉吸附MG。在温度变化298~313 K范围内,研究了交联淀粉上MG的吸附等温线模型,结果表明,交联淀粉对MG的吸附等温线符合Langmuir和Freundlich吸附等温线,更符合Freundlich吸附等温式,298 K时最大吸附量qm为769.23 mg/g。根据Freundlich理论,0<1/n<1时易于吸附,所以MG在交联淀粉上吸附属于容易吸附。通过交联淀粉对不同浓度的MG溶液的吸附动力学研究发现,准二级动力学方程可以更好地描述MG在交联淀粉上的吸附过程。

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