桉樹基磁性活性炭的制備及其在水處理中的應(yīng)用.pdf

1、重金屬?gòu)U水和染料廢水已經(jīng)構(gòu)成環(huán)境污染的重要來(lái)源?；钚蕴课椒ū粡V泛應(yīng)用于去除重金屬?gòu)U水和染料廢水的處理，但是吸附后的活性炭回收困難，不利于再生。如果賦予活性炭磁性，則所形成的磁性活性炭既保留活性炭的高吸附性能，又具有磁性而易分離回收的效果。本研究以K2CO3和FeCl3為活化劑和磁化劑，以農(nóng)林廢棄物桉樹為原材料，采用活化與磁化同步完成的方法制備了一種桉樹基磁性活性炭（MAC），并應(yīng)用于含Cr(VI)廢水和陰陽(yáng)離子染料廢水的處理。采用比表

2、面積與孔徑分析儀、X射線衍射（XRD）、X射線光電子能譜（XPS）、傅里葉紅外光譜（FTIR）和振蕩樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）等對(duì)MAC進(jìn)行表征分析。在吸附動(dòng)力學(xué)、吸附等溫模型和吸附熱力學(xué)的理論基礎(chǔ)上，結(jié)合表征分析來(lái)研究MAC對(duì)不同污染物的吸附性能和機(jī)理，為MAC在水處理中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。主要結(jié)論如下：
　?。?）實(shí)驗(yàn)制備了一種新型吸附劑：桉樹基磁性活性炭，碘吸附值為655.627 mg/g，亞甲基藍(lán)吸附值為400.05 mg/g。

3、MAC的最佳制備方案為：K2CO3:FeCl3:桉樹炭的質(zhì)量比1.5:1:1、浸漬時(shí)間7 h、活化溫度800℃、活化時(shí)間60 min。
　　（2）MAC的比表面積為823.965 m2/g，平均孔徑為2.288 nm，總孔容為0.4714 cm3/g，為微孔-中孔混合結(jié)構(gòu)；MAC的表面主要含有羧基、羥基、內(nèi)酯基、酚羥基、胺基和Fe-C等化學(xué)基團(tuán)和Fe3O4、γ-Fe2O3；MAC屬于無(wú)定形炭，但又具有局部石墨化的趨勢(shì)；MAC的飽和

4、磁化強(qiáng)度Ms=28.67 emu/g、剩磁Ms=3.13 emu/g、矯頑力Hc=130.81 Oe，具有超順磁性，且在pH≥3時(shí)MAC的磁穩(wěn)定性好。MAC表面在酸性和弱堿條件下帶正電荷，在強(qiáng)堿性條件下帶負(fù)電荷，等電荷點(diǎn)為9.81。
　?。?）利用MAC處理含Cr(VI)、MO和MB廢水。吸附時(shí)間、投加量和溫度與MAC對(duì)Cr(VI)、MO和MB的去除率成正比，初始濃度與MAC對(duì)Cr(VI)、MO和MB的去除率成反比，MAC吸附Cr

5、(VI)在9 h時(shí)吸附飽和，MAC吸附MO和MB在90 min時(shí)吸附飽和。MAC吸附Cr(VI)、MO和MB的過(guò)程更遵循準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，結(jié)合顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型可知MAC的吸附過(guò)程主要有表面吸附和內(nèi)擴(kuò)散兩階段。MAC吸附Cr(VI)、MO和MB的過(guò)程更遵循Langmuir等溫吸附模型，結(jié)合D-R模型可知，自由能均大于16 kJ/mol，說(shuō)明MAC吸附Cr(VI)、MB和MO的過(guò)程主要為單層化學(xué)吸附，且易于發(fā)生。MAC吸附Cr(VI)、MB和