茄稈活性炭的制備及其吸附染料廢水的研究.pdf

1、本研究以廢棄的茄子秸稈為原料，以氯化鋅為活化劑制備茄稈活性炭，對(duì)制備工藝條件及機(jī)理進(jìn)行了研究；在對(duì)茄稈活性炭進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征的基礎(chǔ)上，研究了不同實(shí)驗(yàn)條件下其對(duì)活性紅X-3B和酸性藍(lán)RL的吸附性能，同時(shí)對(duì)其吸附這兩種染料廢水的吸附熱力學(xué)和吸附動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。
　　 以碘吸附值和亞甲基藍(lán)吸附值為參考標(biāo)準(zhǔn)，采用正交實(shí)驗(yàn)方法確定的最佳制備工藝條件為：浸漬比為2，浸漬時(shí)間為8h，活化溫度為550℃，活化時(shí)間為60min，制備的茄稈活性炭的碘

2、吸附值為1270.07mg/g，亞甲基藍(lán)吸附值為17.4ml/0.1g，得率為25.7％。熱重實(shí)驗(yàn)分析表明活化劑氯化鋅對(duì)原料起著潤(rùn)漲、脫水的作用，防止熱解過(guò)程中產(chǎn)生焦油，促進(jìn)纖維素的降解，提高吸附劑中的含碳量，促進(jìn)微孔的形成。
　　 采用元素分析儀、氮?dú)馕降葴鼐€、SEM、XRD和FI-IR對(duì)最佳條件下的活性炭進(jìn)行表面物理化學(xué)性質(zhì)表征。制備的茄稈活性炭的含碳量比茄稈原料提高了42.48%，BET比表面積和Langmuir比表面積

3、分別為1649.615和1851.649㎡/g。BJH中孔理論分析表明制備的活性炭的中孔孔徑主要分布在2～10nm的范圍內(nèi)，t-圖法表征的微孔總體積為0.643 cm3/g，微孔孔徑為0.926nm。SEM圖分析表明茄稈活性炭表面不規(guī)則的密布著大小不一、形狀不同的孔隙，同時(shí)由XRD分析發(fā)現(xiàn)茄稈活性炭的衍射角增大，d002和La減小。FI-IR分析茄稈活性炭表面含有羧基、酚、醇羥基、胺基、醚基等官能團(tuán)。
　　 茄稈活性炭對(duì)活性紅X

4、-3B和酸性藍(lán)RL的靜態(tài)吸附實(shí)驗(yàn)表明，其對(duì)兩種染料均具有良好的吸附能力。通過(guò)控制適當(dāng)?shù)奈絼┩都恿俊⑽綍r(shí)間、pH值、初始濃度和溫度，兩種染料廢水均可達(dá)到很高的脫色率。Langmuir等溫方程比較適宜描述兩種染料在茄稈活性炭上的吸附行為，茄稈活性炭對(duì)兩種染料的吸附為單分子層吸附，均是一個(gè)吸熱過(guò)程(吸附焓△H>O)，升高溫度有利于吸附的進(jìn)行，吸附過(guò)程自發(fā)進(jìn)行(吸附自由能△GO)。偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程能很好的