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摘 要:以价格低廉的树脂C基多孔炭为吸附剂,研究其对印染废水中亚甲基蓝的吸附作用。探究了吸附条件与树脂C基活性炭对亚甲基蓝吸附性能的影响,明确最佳的吸附条件,实现树脂C基多孔炭对印染废水中亚甲基蓝的净化处理。
关键词:树脂C;多孔炭;吸附;条件;性能
随着工业社会的发展,水体污染问题日益严峻,印染废水的水体污染问题显得尤为突出。亚甲基蓝是印染废水中的主要污染物之一[1],是一种有毒物质,如果在水体中聚集一定剂量并且被人食用,则会引起心前区痛、恶心、眩晕、头痛、神志不清、腹痛等症状,并导致人体中毒。目前,去除印染废水中的染料有很多方法,例如吸附法、膜分离法、凝聚法、电化学法、厌氧—好氧工艺等[2]。吸附法是利用固体吸附剂对废水中的某些物质进行选择性的吸附,达到去除印染废水中污染物的目的。吸附法有操作方式简单的优点[3],因此,吸附法在去除印染废水中染料的过程中备受欢迎。多孔炭具有高的比表面积、发达的孔结构、良好的化学稳定性[4],是具有良好吸附性能的材料,因而被广泛应用于水体环境治理领域中。
1 实验方法
将一定量的树脂C基多孔炭投入到一定质量浓度的亚甲基蓝溶液中,在不同的吸附条件下,在恒温振荡器中震荡,测得吸附量q,探究树脂C多孔炭对亚甲基蓝吸附的最佳条件。计算公式如下:
q=(c0-ct)v/m
其中,C0:亚甲基蓝的初始质量浓度(mg/L);Ct:吸附t时间后亚甲基蓝质量浓度(mg/L);V:亚甲基蓝溶液的体积(L);m:多孔炭的质量(g);q:吸附t时间对亚甲基蓝的吸附量(mg/g)。
2 结果与讨论
2.1 标准曲线的确定
通过721分光光度计测量亚甲基蓝标准溶液的吸光度,从而确定溶液中亚甲基蓝的标准工作曲线。标准曲线如图1所示,在0~10 mg/L内,亚甲基蓝溶液和其對应的吸光度具有一定的线性关系。
2.2 初始质量浓度对吸附量的影响
在30 ℃时,取不同质量浓度的亚甲基蓝各20 mL,分别加入0.02 g的树脂C基多孔炭。将其放入恒温振荡器中振荡。由图2可知,随着溶液初始质量浓度的增加,由于多孔炭表面有充足的活性位点,可以迅速吸附亚甲基蓝分子,吸附量快速增加。当初始质量浓度达到一定数值,吸附量将不再增加。根据图2可知,当初始质量浓度为160 mg/L时,吸附达到平衡。由此可确定最佳吸附初始质量浓度为160 mg/L。
2.3 吸附时间对吸附量的影响
在30 ℃时,初始质量浓度为160 mg/L的溶液中分别加入0.02 g树脂C基多孔炭,放入恒温振荡器中振荡不同时间。由图3可知,在15 min时吸附达到平衡。因树脂C基多孔炭有高的比表面积、发达的孔结构,可以在短时间内达到吸附平衡。
2.4 投炭量对吸附量的影响
在30 ℃、初始质量浓度为160 mg/L时,20 mL亚甲基蓝溶液中分别加入不同质量的树脂C基多孔炭,放入恒温振荡器中振荡15 min。由图4可知,随着投炭量的增加,树脂C基多孔炭对亚甲基蓝的吸附量减少。虽然随着投炭量的增加吸附位点增多,但由于亚甲基蓝质量浓度不变,则会导致单位质量的多孔炭吸附量减少。由此可知0.01 g为最佳投炭量。
2.5 温度对吸附量的影响
在初始质量浓度为160 mg/L时,20 mL亚甲基蓝溶液中均加入0.01 g的多孔炭,在振荡器中以不同温度振荡15 min。由图5可知,当温度为30 ℃时达到最大吸附量,由此可确定最佳吸附温度为30 ℃。
3 结语
通过研究不同条件下树脂C基多孔炭对亚甲基蓝吸附能力的影响,确定了树脂C基多孔炭对亚甲基蓝吸附的最佳条件。当初始质量浓度160 mg/L,反应时间15 min,投炭量0.01 g,温度30 ℃时,吸附达到最大吸附量。以此条件可以实现树脂C基多孔炭对印染废水中亚甲基蓝的净化处理。
[参考文献]
[1]邹 璇.纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝[D].成都:成都理工大学,2008.
[2]任丹丹.改性木屑吸附去除亚甲基蓝性能研究[D].北京:北京化工大学,2015.
[3]张 骞.改性活性炭作粒子电极处理亚甲基蓝的研究[D].武汉:武汉大学,2017.
[4]庞丽云.淀粉基多孔炭的制备及性能研究[D].长春:吉林大学,2017.
关键词:树脂C;多孔炭;吸附;条件;性能
随着工业社会的发展,水体污染问题日益严峻,印染废水的水体污染问题显得尤为突出。亚甲基蓝是印染废水中的主要污染物之一[1],是一种有毒物质,如果在水体中聚集一定剂量并且被人食用,则会引起心前区痛、恶心、眩晕、头痛、神志不清、腹痛等症状,并导致人体中毒。目前,去除印染废水中的染料有很多方法,例如吸附法、膜分离法、凝聚法、电化学法、厌氧—好氧工艺等[2]。吸附法是利用固体吸附剂对废水中的某些物质进行选择性的吸附,达到去除印染废水中污染物的目的。吸附法有操作方式简单的优点[3],因此,吸附法在去除印染废水中染料的过程中备受欢迎。多孔炭具有高的比表面积、发达的孔结构、良好的化学稳定性[4],是具有良好吸附性能的材料,因而被广泛应用于水体环境治理领域中。
1 实验方法
将一定量的树脂C基多孔炭投入到一定质量浓度的亚甲基蓝溶液中,在不同的吸附条件下,在恒温振荡器中震荡,测得吸附量q,探究树脂C多孔炭对亚甲基蓝吸附的最佳条件。计算公式如下:
q=(c0-ct)v/m
其中,C0:亚甲基蓝的初始质量浓度(mg/L);Ct:吸附t时间后亚甲基蓝质量浓度(mg/L);V:亚甲基蓝溶液的体积(L);m:多孔炭的质量(g);q:吸附t时间对亚甲基蓝的吸附量(mg/g)。
2 结果与讨论
2.1 标准曲线的确定
通过721分光光度计测量亚甲基蓝标准溶液的吸光度,从而确定溶液中亚甲基蓝的标准工作曲线。标准曲线如图1所示,在0~10 mg/L内,亚甲基蓝溶液和其對应的吸光度具有一定的线性关系。
2.2 初始质量浓度对吸附量的影响
在30 ℃时,取不同质量浓度的亚甲基蓝各20 mL,分别加入0.02 g的树脂C基多孔炭。将其放入恒温振荡器中振荡。由图2可知,随着溶液初始质量浓度的增加,由于多孔炭表面有充足的活性位点,可以迅速吸附亚甲基蓝分子,吸附量快速增加。当初始质量浓度达到一定数值,吸附量将不再增加。根据图2可知,当初始质量浓度为160 mg/L时,吸附达到平衡。由此可确定最佳吸附初始质量浓度为160 mg/L。
2.3 吸附时间对吸附量的影响
在30 ℃时,初始质量浓度为160 mg/L的溶液中分别加入0.02 g树脂C基多孔炭,放入恒温振荡器中振荡不同时间。由图3可知,在15 min时吸附达到平衡。因树脂C基多孔炭有高的比表面积、发达的孔结构,可以在短时间内达到吸附平衡。
2.4 投炭量对吸附量的影响
在30 ℃、初始质量浓度为160 mg/L时,20 mL亚甲基蓝溶液中分别加入不同质量的树脂C基多孔炭,放入恒温振荡器中振荡15 min。由图4可知,随着投炭量的增加,树脂C基多孔炭对亚甲基蓝的吸附量减少。虽然随着投炭量的增加吸附位点增多,但由于亚甲基蓝质量浓度不变,则会导致单位质量的多孔炭吸附量减少。由此可知0.01 g为最佳投炭量。
2.5 温度对吸附量的影响
在初始质量浓度为160 mg/L时,20 mL亚甲基蓝溶液中均加入0.01 g的多孔炭,在振荡器中以不同温度振荡15 min。由图5可知,当温度为30 ℃时达到最大吸附量,由此可确定最佳吸附温度为30 ℃。
3 结语
通过研究不同条件下树脂C基多孔炭对亚甲基蓝吸附能力的影响,确定了树脂C基多孔炭对亚甲基蓝吸附的最佳条件。当初始质量浓度160 mg/L,反应时间15 min,投炭量0.01 g,温度30 ℃时,吸附达到最大吸附量。以此条件可以实现树脂C基多孔炭对印染废水中亚甲基蓝的净化处理。
[参考文献]
[1]邹 璇.纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝[D].成都:成都理工大学,2008.
[2]任丹丹.改性木屑吸附去除亚甲基蓝性能研究[D].北京:北京化工大学,2015.
[3]张 骞.改性活性炭作粒子电极处理亚甲基蓝的研究[D].武汉:武汉大学,2017.
[4]庞丽云.淀粉基多孔炭的制备及性能研究[D].长春:吉林大学,2017.