活性炭對(duì)水中亞甲基藍(lán)的吸附性能研究

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1、官方網(wǎng)址：http://www.dnhxt.net活性炭對(duì)水中亞甲基藍(lán)的吸附性能研究隨著工業(yè)化進(jìn)程的加快，水污染問(wèn)題日益嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了生態(tài)環(huán)境及人類健康，有效地治理水污染已成為環(huán)保工作者關(guān)注的熱點(diǎn)。染料廢水因其組分復(fù)雜，有機(jī)毒物含量大，色度高，難生物降解，抗光解、抗氧化性強(qiáng)，具有致癌、致畸、致突變等“三致”毒性，給環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重污染。亞甲基藍(lán)是水溶性偶氮染料的代表性化合物，含這類染料的印染廢水排放量大，污染性強(qiáng)，難生物降解。目前國(guó)內(nèi)外在染料廢水處理上常用的方法有吸附法、混凝沉淀法、膜分離技術(shù)、磁分離技術(shù)、電化學(xué)法、化學(xué)氧化法、光催化降

2、解法、微生物處理法等，與其他處理方法相比，吸附法具有工藝簡(jiǎn)單、可操作性強(qiáng)、吸附劑種類多，不產(chǎn)生二次污染物等優(yōu)點(diǎn)，成為處理污水中難生物降解污染物的有效方法?；钚蕴渴且环N具有類石墨微晶結(jié)構(gòu)的炭材料，是利用含碳原料經(jīng)過(guò)炭化活化后得到的產(chǎn)品，具有高比表面積、豐富的孔隙結(jié)構(gòu)、較強(qiáng)的吸附能力、多樣的表面化學(xué)性質(zhì)等特性，是處理廢氣，含染料、重金屬、非金屬等廢水的優(yōu)良吸附劑，廣泛應(yīng)用于化工、醫(yī)藥、環(huán)保、食品等領(lǐng)域。本實(shí)驗(yàn)探討了吸附劑用量、吸附時(shí)間、溫度等反應(yīng)條件對(duì)活性炭吸附亞甲基藍(lán)性能的影響，得到吸附過(guò)程的最佳條件，并對(duì)活性炭的吸附機(jī)理進(jìn)行了分析，為含

3、亞甲基藍(lán)染料廢水的治理提供一定的依據(jù)。1實(shí)驗(yàn)1．1試劑與儀器本實(shí)驗(yàn)使用的試劑為活性炭，亞甲基藍(lán)，實(shí)驗(yàn)用水為超純水。臺(tái)式恒溫振蕩器，紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，分析天平。1．2實(shí)驗(yàn)方法稱取一定量活性炭加入裝有150mLMB溶液的錐形瓶中，然后放入恒溫振蕩器中，在一定溫度下振蕩吸附一段時(shí)間，振蕩轉(zhuǎn)速為250r/min官方網(wǎng)址：http://www.dnhxt.net，振蕩結(jié)束后用0.45μm的濾膜過(guò)濾，然后使用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)(吸收波長(zhǎng)為668nm)測(cè)定濾液中MB的吸光度，最后根據(jù)MB溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出濾液中MB的濃度。活性炭對(duì)MB的去除率、吸

4、附量可由以下公式計(jì)算:(1)(2)式中:A為活性炭對(duì)MB的去除率;ρ0，ρe分別為MB溶液的初始質(zhì)量濃度和吸附平衡時(shí)的質(zhì)量濃度，mg/L;qe為吸附平衡時(shí)活性炭對(duì)MB的吸附量，mg/g;m為活性炭的用量，mg;V為亞甲基藍(lán)溶液的體積，mL。2結(jié)果與討論2．1活性炭用量對(duì)MB去除率的影響量取150mL質(zhì)量濃度為100mg/L的MB溶液6份，分別加入25，50，75，100，125，150mg活性炭在常溫條件下反應(yīng)6h?；钚蕴坑昧颗cMB去除率的關(guān)系如圖1所示，隨著用量的增加，活性炭對(duì)MB的去除率不斷增加。當(dāng)活性炭用量大于100mg時(shí)，其對(duì)亞

5、甲基藍(lán)的去除率趨于穩(wěn)定，去除率達(dá)到98%以上。因此，MB初始質(zhì)量濃度為100mg/L時(shí)，合理的活性炭質(zhì)量濃度為0.667g/L。官方網(wǎng)址：http://www.dnhxt.net2．2吸附時(shí)間對(duì)活性炭去除MB的影響量取150mL質(zhì)量濃度為100，200mg/L的MB溶液各9份，分別加入100mg活性炭后放入恒溫振蕩器在常溫下進(jìn)行振蕩吸附，吸附時(shí)間分別為5，15，30，60，120，180，360，540，720min?；钚蕴繉?duì)MB的吸附量隨時(shí)間的變化曲線如圖2所示，吸附量隨著反應(yīng)時(shí)間的增加而增加，并且在不同初始質(zhì)量濃度下，活性炭吸附MB

6、的時(shí)間曲線形狀相似。在反應(yīng)后的30min內(nèi)，吸附速率很快，吸附量急劇增加，當(dāng)吸附時(shí)間達(dá)到360min時(shí)，活性炭對(duì)MB的吸附量基本趨于穩(wěn)定。吸附時(shí)間曲線說(shuō)明，在其他反應(yīng)條件固定時(shí)，活性炭吸附亞甲基藍(lán)的最優(yōu)反應(yīng)時(shí)間為360min。2．3溫度對(duì)對(duì)活性炭吸附MB的影響量取150mL初始質(zhì)量濃度分別為100，120，140，160，180，200mg/L的MB溶液各4份，分別加入100mg活性炭后在溫度為298，308，318，328K下進(jìn)行振蕩吸附360min。官方網(wǎng)址：http://www.dnhxt.net如圖3所示，不同溫度下活性炭對(duì)亞甲

7、基藍(lán)的吸附量不同，隨著反應(yīng)溫度的升高，活性炭對(duì)MB的吸附量逐漸減小?？芍钚蕴繉?duì)MB的吸附反應(yīng)為放熱反應(yīng)。2．4吸附動(dòng)力學(xué)分析吸附動(dòng)力學(xué)研究主要是用來(lái)描述吸附劑吸附溶質(zhì)的速率快慢，通過(guò)動(dòng)力學(xué)模型對(duì)吸附實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，從而探討其吸附機(jī)理。常見(jiàn)的吸附動(dòng)力學(xué)方程包括偽一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程、偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程和顆粒內(nèi)擴(kuò)散方程。本實(shí)驗(yàn)采用偽一級(jí)和偽二級(jí)模型對(duì)吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合。偽一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程可以用下式表示:ln(qe-qt)=lnqe－k1t(3)式中:t為吸附時(shí)間，min;qe和qt分別為吸附平衡時(shí)及t時(shí)刻的吸附劑對(duì)吸附質(zhì)的吸附量，mg/g

8、;k1為偽一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型的吸附速率常數(shù)，min－1。以ln(qeqt)對(duì)t作圖得到直線，通過(guò)直線的斜率和截距可以計(jì)算出參數(shù)k1和qe的值。偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程可以用下式表示:官方網(wǎng)址：http://www.dn