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        木質(zhì)素活性炭的制備及其對硝基苯的吸附

        2014-10-12 03:01:10黎先發(fā)
        化工環(huán)保 2014年4期
        關(guān)鍵詞:硝基苯去離子水等溫

        黎先發(fā)

        (西南科技大學 生命科學與工程學院, 四川 綿陽 621010)

        本工作以從造紙廢水中獲得的工業(yè)堿木質(zhì)素為原料,制備了木質(zhì)素活性炭吸附劑,并用于模擬硝基苯廢水的處理;采用SEM和IR等手段對木質(zhì)素活性炭進行了表征;考察了木質(zhì)素活性炭加入量、廢水pH、吸附時間等因素對吸附效果的影響;探討了木質(zhì)素活性炭對硝基苯的吸附機理。

        1 實驗部分

        1.1 試劑、材料和儀器

        H3PO4、KOH、乙醇、硝基苯:分析純。

        硝基苯標準液:準確稱取5 g硝基苯溶于50 mL乙醇;取10 mL硝基苯-乙醇混合液加入到1 L的容量瓶中,用去離子水定容至1 L。使用時稀釋至不同濃度。

        堿木質(zhì)素:棕色粉末,比表面積約為22.7 m2/g,山東省沂源縣雪梅紙業(yè)有限公司。

        LTF12型管式電阻爐:英國LENTON公司;WFJ 7200型分光光度計:龍尼柯(上海)儀器有限公司;JSM-6700F型掃描電子顯微鏡:日本電子公司;EQUINOX55型紅外光譜儀:德國Bruker公司;TriStar II 3020 V1.03型自動吸附儀:美國Micromeritics公司。

        1.2 木質(zhì)素活性炭的制備

        將堿木質(zhì)素與活化劑(KOH或H3PO4)按質(zhì)量比(干基)1∶2進行混合浸漬后,在烘箱中于105 ℃下干燥,然后置于管式電阻爐中,在升溫速率為10℃/min、N2流量為80 mL/min、活化溫度為750 ℃(以KOH為活化劑)或550 ℃(以H3PO4為活化劑)的條件下,高溫活化2 h。用去離子水徹底清洗黑色混合物以除去活化劑,干燥、研磨后分別得到KOH活化的木質(zhì)素活性炭(KAC)和H3PO4活化的木質(zhì)素活性炭(PAC)。

        1.3 吸附實驗

        以50 mL質(zhì)量濃度為250 mg/L的硝基苯溶液作為模擬硝基苯廢水,加入一定量的木質(zhì)素活性炭,在150 r/min的振蕩速率下吸附一定時間,取上清液進行分析。

        在英國,如果將未成年人置于危險之中,父母將以虐待兒童罪被起訴。而中國的一些父母外出打工,將子女留置在鄉(xiāng)下甚至無人看管,對家長卻沒有任何懲罰措施。因此應(yīng)當設(shè)立相關(guān)的留守兒童保護法,以立法的形式對未成年人加以保護。學校還應(yīng)對留守兒童登記造冊,重點關(guān)注。班主任更應(yīng)多關(guān)注留守兒童,對平時的學習,表現(xiàn),情緒應(yīng)給予更多的關(guān)懷。同時,老師應(yīng)多表揚鼓勵留守兒童,為其提供更多的展示機會,為孩子樹立更多的自信。另外,班主任對留守兒童家庭要定期或不定期家訪,實時了解留守兒童的家庭狀況,促進家校結(jié)合,關(guān)愛留守兒童。

        1.4 解吸實驗

        將吸附后的木質(zhì)素活性炭先用去離子水洗滌,除去表面未解吸的硝基苯,以50 mL的乙醇水溶液為吸附劑,混合后在25 ℃的恒溫搖床上振蕩解吸3 h。

        1.5 分析方法

        采用SEM和IR等手段對木質(zhì)素活性炭的結(jié)構(gòu)和形貌進行表征。采用分光光度計,在波長545 nm處測定硝基苯溶液的吸光度,計算硝基苯質(zhì)量濃度、硝基苯在木質(zhì)素活性炭上的吸附量和去除率。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 木質(zhì)素活性炭的表征

        KAC和PAC的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1。由表1可見:KAC的比表面積較大,微孔所占比重較大;而PAC中微孔所占比重較小,外表面積較大。

        表1 KAC和PAC的孔結(jié)構(gòu)參數(shù)

        KAC和PAC的IR譜圖見圖1。由圖1可見:PAC在1 041 cm-1處的吸收峰歸屬于芳環(huán)中C—H鍵的變形振動,1 178 cm-1處的吸收峰歸屬于C—O鍵的伸縮振動,1 578 cm-1處的吸收峰歸屬于芳環(huán)中鍵的伸縮振動,3 343 cm-1處的吸收峰歸屬于O—H鍵的伸縮振動,表明PAC表面存在多種化學官能團;與PAC相比,KAC的IR譜圖中未發(fā)現(xiàn)有明顯的強吸收峰出現(xiàn),表明木質(zhì)素經(jīng)KOH高溫活化后,表面含氧功能基團種類及數(shù)量顯著減少。

        KAC和PAC的SEM照片見圖2。由圖2可見:KAC具有豐富、規(guī)則、近似圓形的微孔結(jié)構(gòu),因此KAC的微孔面積與微孔體積相對較大;PAC表面由無數(shù)不規(guī)則的小顆粒堆積形成了更大的顆粒,顆粒間具有裂隙或空隙,因此PAC具有較大的外表面積。

        圖1 KAC和PAC的IR譜圖

        2.2 木質(zhì)素活性炭加入量對吸附效果的影響

        在吸附溫度298 K、初始硝基苯質(zhì)量濃度250 mg/L、廢水pH 3、吸附時間24 h的條件下,木質(zhì)素活性炭加入量對硝基苯吸附效果的影響見圖3。由圖3可見:當木質(zhì)素活性炭加入量較低時,吸附量較高,此時木質(zhì)素活性炭的吸附位點接近飽和;隨木質(zhì)素活性炭加入量的增加,吸附劑位點數(shù)量大幅度提高,吸附位點之間存在競爭性吸附,吸附量下降;但隨木質(zhì)素活性炭加入量的增加,硝基苯去除率顯著提高。為保證在獲得較高去除率的同時還具有相對較高的吸附量,選擇木質(zhì)素活性炭加入量為1.0 g/L較適宜。

        圖2 KAC和PAC的SEM照片

        由圖3還可見,KAC與PAC對硝基苯的吸附量和去除率接近,KAC略高。這是由于:KAC具有較大的比表面積;PAC雖然比表面積相對較低,但主要為亞孔結(jié)構(gòu),吸附過程中易發(fā)生毛細凝聚作用,且PAC表面富含多功能的含氧基團,有利于對硝基苯的吸附。

        圖3 木質(zhì)素活性炭加入量對硝基苯吸附效果的影響

        2.3 廢水pH對吸附效果的影響

        在吸附溫度298 K、初始硝基苯質(zhì)量濃度250 mg/L、木質(zhì)素活性炭加入量1.0 g/L、吸附時間24 h的條件下,廢水pH對硝基苯吸附量的影響見圖4。由圖4可見:當廢水pH為3時,木質(zhì)素活性炭對硝基苯的吸附量最大;隨廢水pH的增大,吸附量略有下降,但總體而言,pH對木質(zhì)素活性炭吸附量的影響并不顯著。這是由于木質(zhì)素活性炭具有大的比表面積(KAC的比表面積為1 940 m2/g)或外表面積(PAC的外表面積為821 m2/g),它們對硝基苯的吸附量主要受孔面積與孔結(jié)構(gòu)的支配。

        圖4 廢水pH對硝基苯吸附量的影響

        2.4 吸附時間對吸附效果的影響

        在吸附溫度298 K、初始硝基苯質(zhì)量濃度250 mg/L、木質(zhì)素活性炭加入量1.0 g/L、廢水pH 3的條件下,吸附時間對硝基苯吸附量的影響見圖5。由圖5可見:在吸附的初始階段,吸附量快速增加;當吸附時間為24 h時,吸附基本達到飽和;繼續(xù)延長吸附時間至48 h,吸附量沒有明顯變化。

        圖5 吸附時間對硝基苯吸附量的影響

        2.5 小結(jié)

        以從造紙廢水中獲得的工業(yè)堿木質(zhì)素為原料,經(jīng)KOH或H3PO4活化,可制備成本低、吸附容量高且環(huán)境友好的木質(zhì)素活性炭吸附劑(KAC及PAC)。在吸附溫度298 K、初始硝基苯質(zhì)量濃度250 mg/L、木質(zhì)素活性炭加入量1.0 g/L、廢水pH 3、吸附時間24 h的條件下,采用KAC及PAC吸附模擬廢水中的硝基苯,硝基苯的吸附量分別為237.8 mg/g和211.9 mg/g,去除率分別達到91%和84%。

        2.6 吸附等溫線

        在木質(zhì)素活性炭加入量1.0 g/L、廢水pH 3、吸附時間24 h的條件下,木質(zhì)素活性炭對硝基苯的吸附等溫線見圖6(圖中ρe為吸附平衡時溶液中的硝基苯質(zhì)量濃度,mg/L;qe為平衡吸附量,mg/g)。由圖6可見,隨吸附溫度的升高,木質(zhì)素活性炭對硝基苯的吸附量逐漸降低。由此可見,升高溫度不利于木質(zhì)素活性炭吸附硝基苯。

        圖6 木質(zhì)素活性炭對硝基苯的吸附等溫線

        分別采用Langmuir等溫吸附方程(見式(1))和Freundlich等溫吸附方程(見式(2))對等溫吸附實驗數(shù)據(jù)進行擬合,等溫吸附方程的擬合結(jié)果見表2。

        式中:qsat為飽和吸附量,mg/g;b為吸附系數(shù),L/mg;kf和n為Freundlich常數(shù)。

        表2 等溫吸附方程的擬合結(jié)果

        由表2可見:隨吸附溫度的升高,木質(zhì)素活性 炭對硝基苯的飽和吸附量逐漸降低,說明吸附過程為放熱過程;Freundlich等溫吸附方程中n>2,表明木質(zhì)素活性炭對硝基苯的吸附為容易進行的吸附過程;不同溫度下,Langmuir等溫吸附方程的相關(guān)系數(shù)均達到0.999,由此可見,Langmuir等溫吸附方程更適合描述木質(zhì)素活性炭對硝基苯的吸附行為。

        2.7 吸附動力學

        采用擬一級動力學方程(見式(3))和擬二級動力學方程(見式(4))對圖5的數(shù)據(jù)進行擬合。

        式中:t為吸附時間,min;qt為t時刻的吸附量,mg/g;k1為擬一級動力學方程的吸附速率常數(shù),min-1;k2為擬二級動力學方程的吸附速率常數(shù),g/(mg·min)。

        動力學方程的擬合結(jié)果見表3。由表3可見,擬二級動力學方程更適合描述木質(zhì)素活性炭對硝基苯的吸附行為。

        表3 動力學方程的擬合結(jié)果

        2.8 解吸實驗

        吸附劑的再生與再利用對降低處理成本及實現(xiàn)環(huán)境友好具有非常重要的意義。在吸附溫度298 K、初始硝基苯質(zhì)量濃度250 mg/L、木質(zhì)素活性炭加入量1.0 g/L、廢水pH 3、吸附時間24 h的條件下吸附模擬廢水中的硝基苯,對吸附后的木質(zhì)素活性炭進行解吸再生。V(乙醇)∶V(去離子水)對木質(zhì)素活性炭的硝基苯解吸率的影響見圖7。由圖7可見:隨V(乙醇)∶V(去離子水)的增大,解吸率逐漸增加;當V(乙醇)∶V(去離子水)=9時,PAC和KAC的硝基苯解吸率分別達到99%和93%。

        圖7 V(乙醇)∶V(去離子水)對木質(zhì)素活性炭的硝基苯解吸率的影響

        2.9 吸附劑重復使用實驗

        對解析后的木質(zhì)素活性炭進行重復實驗。木質(zhì)素活性炭的重復使用效果見圖8。由圖8可見:隨重復使用次數(shù)的增加,吸附量逐漸降低,這是由于吸附后解吸不夠徹底,吸附劑內(nèi)部的孔道存在堵塞;當木質(zhì)素活性炭重復使用5次后,KAC和PAC對硝基苯的吸附量分別為115.4 mg/g和130.7 mg/g。

        圖8 木質(zhì)素活性炭的重復使用效果

        3 結(jié)論

        a)從造紙廢水中獲取的低成本工業(yè)堿木質(zhì)素分別經(jīng)KOH和H3PO4活化,制備木質(zhì)素活性炭KAC和PAC,并用于模擬硝基苯廢水的處理。

        b)在吸附溫度298 K、初始硝基苯質(zhì)量濃度250 mg/L、木質(zhì)素活性炭加入量1.0 g/L、廢水pH 3、吸附時間24 h的條件下,KAC及PAC對硝基苯的吸附量分別為237.8 mg/g和211.9 mg/g,去除率分別達到91%和84%。

        c)KAC及PAC對硝基苯的吸附過程符合擬二級動力學方程,吸附等溫線滿足Langmuir等溫吸附方程。

        d)對吸附硝基苯的KAC及PAC通過乙醇水溶液進行解吸再生。當V(乙醇)∶V(去離子水)=9時,在PAC和KAC上吸附的硝基苯的解吸率分別達到99%和93%。木質(zhì)素活性炭重復使用5次后,KAC和PAC對硝基苯的吸附量分別為115.4 mg/g和130.7 mg/g。

        [1] 華英杰,王崇太,李天略,等. D301R樹脂對水溶液中硝基苯的吸附性質(zhì)[J]. 應(yīng)用化學,2011,28(9):1067-1071.

        [2] 張繼義,李金濤,魯華濤,等. 小麥秸稈生物碳質(zhì)吸附劑從水中吸附硝基苯的機理[J]. 環(huán)境科學研究,2012,25(3):333-338.

        [3] 盧桂蘭,郭觀林,王世杰,等. 水體中硝基苯厭氧降解微生物的篩選及其降解特性研究[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2010,29(3):556-562.

        [4] 蘇燕,趙勇勝,趙妍,等. 工業(yè)鐵屑(零價鐵)還原硝基苯影響因素研究[J]. 中國環(huán)境科學,2012,32(8):1452-1455.

        [5] 譚江月. 雙頻超聲-臭氧氧化處理含對硝基苯胺和硝基苯的廢水[J]. 化工環(huán)保,2011,31(1):61-65.

        [6] 盧強,安立超,鐘秦,等. 鈦基錫銻電極電催化氧化處理硝基苯廢水[J]. 化工環(huán)保,2010,30(2):100-103.

        [7] 張思文,黨志,彭丹,等. H2O2/NaOH改性玉米秸稈制備石油吸附劑的實驗研究[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2011,30(11):2384-2388.

        [8] Suteu D,Malutan T,Bilba D. Removal of reactive dye Brilliant Red HE-3B from aqueous solutions by industrial lignin:Equilibrium and kinetics modeling [J].Desalination,2010(1),255:84-90.

        [9] Mohamad I M N,Wan N W S,Norliyana M S,et al. Copper(Ⅱ) biosorption on soda lignin from oil palm empty fruit bunches (EFB)[J]. Clean,2009,37(1):80-85.

        [10] 江強,張姚娜,吳宏海. 軟陽離子鉀改性蒙脫石礦物對硝基苯的強化吸附實驗研究[J]. 巖石礦物學雜志,2011,30(6):1074-1080.

        [11] Cotoruelo L M,Marqués M D,Díaz F J,et al.Lignin-based activated carbons as adsorbents for crystal violet removal from aqueous solutions[J]. Environ Prog Sustain Energy,2012,31(3):386-395.

        [12] 王海志,薛冬樺,徐昆,等. 高比表面積極性吸附樹脂的制備及其對硝基苯吸附性能的研究[J]. 環(huán)境科學學報,2011,31(7):1396-1401.

        [13] 李力,陸宇超,劉婭,等. 玉米秸稈生物炭對Cd(Ⅱ)的吸附機理研究[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報,2012,31(11):2277-2283.

        [14] 周巖梅,張瓊,刁曉華,等. 硝基苯和西維因在活性炭上的吸附效果及動力學研究[J]. 中國環(huán)境科學, 2010,30(9):1177-1182.

        [15] Sze M F F,McKay G. An adsorption diffusion model for removal of para-chlorophenol by activated carbon derived from bituminous coal[J]. Environ Pollut,2010,158(5):1669-1674.

        [16] Pietrzak R,Jurewicz K,Nowicki P,et al. Nitrogenenriched bituminous coal-based active carbons as materials for supercapacitors[J]. Fuel,2010,89(11):3457-3467.

        [17] Lalvani S B,Hübner A,Wiltowski T S. Chromium adsorption by lignin[J]. Energy Sources,2000,22(1):45-56.

        [18] Ko?íková B,Slameňová D,Mikulá?ová M,et al.Reduction of carcinogenesis by bio-based lignin derivatives[J]. Biomass Bioenergy,2002,23(2):153-159.

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