柚皮活性炭吸附處理染料廢水的研究.pdf

1、廣西是柚子生產(chǎn)大省,每年產(chǎn)生大量的柚皮廢棄物,其利用價(jià)值較高,如果直接棄用,將會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染,因此,對(duì)柚子皮的利用具有很好的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境效益。本研究以柚皮為原料,采用KOH活化法制備了柚皮活性炭,并將其用于染料廢水的吸附處理,主要得出了以下結(jié)論:
　　(1)KOH活化柚皮制備活性炭的研究表明,在制備柚皮活性炭的過程中,對(duì)活性炭得率和產(chǎn)品碘吸附值影響最大的因素都是浸漬比(活化劑與炭化料質(zhì)量之比)。運(yùn)用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和各個(gè)

2、單因素平行分析,綜合考慮活性炭得率和活性炭的吸附性能,使用KOH活化柚皮制備活性炭吸附劑的最佳工藝條件為:KOH與柚皮炭化料浸漬比1.5:1、浸漬時(shí)間4 h、活化溫度800℃、活化時(shí)間40 min。制得的柚皮活性炭得率和碘吸附值分別為41.09％、946.462 mg/g。
　　(2)掃描電子顯微鏡顯示柚皮活性炭的表面形成了大量孔結(jié)構(gòu),增加了材料的比表面積,為吸附質(zhì)提供了更多的接觸面積,大大提高了吸附劑的吸附性能;比表面積測(cè)定表明

3、活性炭的BET比表面積為1138 m2/g,孔容積為7.457 m3/g,孔平均直徑1.502 nm,屬于微孔碳;XRD衍射分析說明柚皮活性炭屬于無定形炭但又具有局部石墨化的趨勢(shì)。傅立葉紅外光譜儀研究活性炭表面官能團(tuán)的種類的結(jié)果顯示活性炭表面主要含羧基、羥基、內(nèi)脂基和胺基等化學(xué)基團(tuán)。
　　(3)柚皮活性炭對(duì)染料的靜態(tài)吸附單因素分析實(shí)驗(yàn)研究表明:活性炭對(duì)不同染料的吸附在不同pH條件下達(dá)到最佳效果,甲基橙的最佳吸附pH值為2~3,直接

4、大紅的最佳吸附pH值為4和12,孔雀石綠的最佳吸附pH值為5~10;在20℃條件下,活性炭投加量為2 g/L時(shí),對(duì)初始濃度為300 mg/L的甲基橙溶液于3.0 h達(dá)到吸附平衡,吸附量為127.04 mg/g;對(duì)初始濃度為300 mg/L的直接大紅溶液于1.5 h達(dá)到吸附平衡,吸附量為97.84 mg/g;對(duì)初始濃度為900 mg/L的孔雀石綠溶液于1.5 h達(dá)到吸附平衡,吸附量為375.70 mg/g。隨著吸附溫度的升高,活性炭對(duì)三種

5、染料的吸附性能增強(qiáng)。
　　(4)動(dòng)力學(xué)和等溫方程擬合分析結(jié)果表明:柚皮活性炭對(duì)三種染料的吸附都遵循偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程模型,粒子內(nèi)膜擴(kuò)散方程擬合結(jié)果顯示活性炭對(duì)三種染料的吸附過程均可分為三個(gè)階段。Langmuir等溫吸附模型能夠很好的描述柚皮活性炭對(duì)甲基橙的吸附過程,活性炭對(duì)直接大紅和孔雀石綠的吸附等溫線均能較好地符合 Langmuir和Freundlich等溫吸附模型。活性炭對(duì)甲基橙的吸附過程是化學(xué)吸附過程,而對(duì)直接大紅和孔雀石綠的