核桃殼基活性炭的制備及對水體中孔雀石綠和4-氯苯酚的吸附研究.pdf

1、本文以農(nóng)作物廢棄物核桃殼為原料,ZnCl2和H2SO4為活化劑,微波加熱法制備活性炭。采用單因素實(shí)驗(yàn)法,考查了活化劑ZnCl2和H2SO4濃度、微波功率、微波時(shí)間、浸漬時(shí)間以及劑料比等因素對制備活性炭的影響。根據(jù)測得活性炭對亞甲基藍(lán)的吸附量,確定了微波輻射核桃殼制備活性炭的優(yōu)化工藝條件。研究結(jié)果表明ZnCl2濃度40％,H2SO4濃度30%,微波功率640 W,微波時(shí)間5 min,浸漬24 h,劑料比3:1,制得活性炭對亞甲基藍(lán)的吸附量

2、是155 mg·g-1,產(chǎn)率是34.7%,所制活性炭性能良好。
　　 采用紅外光譜(IR)、X射線粉末衍射光譜(XRD)、X射線熒光光譜(XRF)、元素分析、差熱分析、比表面積測定、SEM、表面官能團(tuán)和pH等電點(diǎn)測定等方法對核桃殼(NS)和核桃殼基活性炭(NSAC)進(jìn)行了表征和分析。
　　 分別從靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩方面研究了NSAC對孔雀石綠(MG)和4-氯苯酚p-CP)的吸附行為。其中靜態(tài)實(shí)驗(yàn)考查了吸附劑用量、溶液pH、共存

3、離子、溶液初始濃度、時(shí)間和溫度等因素對吸附的影響。結(jié)果表明:NSAC對MG和p-CP吸附的最佳pH分別是pH=5、pH＜10;共存離子Na+和Ca2+的存在對吸附基本無影響;303K下,NSAC用量0.01 g,MG初始濃度200 mg·L-1、p-CP初始濃度100mg·L-1,NSAC對MG、p-CP的最大吸附量分別是190 mg·g-1、160 mg·g-1。對吸附飽和MG和p-CP的NSAC分別進(jìn)行解析再生實(shí)驗(yàn),最好的方法分別是

4、微波功率為480 W輻射5 min、采用0.1 mol·L-1NaOH溶液解析,然后進(jìn)行二次和三次的再生實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,解析方法可以使NSAC重復(fù)使用。
　　 NSAC對MG的吸附是自發(fā)的吸熱反應(yīng),以化學(xué)吸附為主,最符合Koble-Corrrigan和Freundlich等溫吸附模型,動(dòng)力學(xué)模型中最符合準(zhǔn)二級方程和Elovich方程;而NSAC對p-CP的吸附是自發(fā)的放熱過程,以物理吸附為主,等溫線模型中最符合Koble-Cor