活性炭對水中亞甲基藍(lán)的吸附性能研究

活性炭對水中亞甲基藍(lán)的吸附性能研究官方網(wǎng)址：活性炭對水中亞甲基藍(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。染料廢水因其組分復(fù)雜，有機毒物含量大，色度高，難生物降解，抗光解、抗氧化性強，具有致癌、致畸、致突變等“三致”毒性，給環(huán)境帶來了嚴(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，難生物降解。目前國內(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，吸附法具有工藝簡單、可操作性強、吸附劑種類多，不產(chǎn)生二次污染物等優(yōu)點，成為處理污水中難生物降解污染物的有效方法。活性炭是一種具有類石墨微晶結(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。本實驗探討了吸附劑用量、吸附時間、溫度等反應(yīng)條件對活性炭吸附亞甲基藍(lán)性能的影響，得到吸附過程的最佳條件，并對活性炭的吸附機理進(jìn)行了分析，為含亞甲基藍(lán)染料廢水的治理提供一定的依據(jù)。1實驗1．1試劑與儀器本實驗使用的試劑為活性炭，亞甲基藍(lán)，實驗用水為超純水。臺式恒溫振蕩器，紫外可見分光光度計，分析天平。1．2實驗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間，振蕩轉(zhuǎn)速為250r/min，振蕩結(jié)束后用0.45μm的濾膜過濾，然后使用紫外-可見分光光度計(吸收波長為668nm)測定濾液中MB的吸光度，最后根據(jù)MB溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線計算出濾液中MB的濃度?；钚蕴繉B的去除率、吸附量可由以下公式計算:(1)(2)式中:A為活性炭對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的質(zhì)量濃度，mg/L;qe為吸附平衡時活性炭對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MB的去除率不斷增加。當(dāng)活性炭用量大于100mg時，其對亞甲基藍(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，合理的活性炭質(zhì)量濃度為0.667g/L。式中:ρe為平衡質(zhì)量濃度，mg/L;qe，qmax分別為平衡吸附量和最大吸附量，mg/g;kL為Langmuir吸附平衡常數(shù)，mg/L。以ρe/qe對ρe作圖得到直線，通過直線的斜率和截距可以計算出參數(shù)qmax和kL的值。Freundlich吸附等溫方程是經(jīng)驗公式，適用于不均一吸附劑表面的非理想吸附，其線性表達(dá)式如下:式中:qe為平衡吸附量，mg/g;ρe為平衡質(zhì)量濃度，mg/L;kF為Freundlich吸附平衡常數(shù)，mg/g，表示吸附能力的大小;1/n為量綱一的與吸附強度有關(guān)的系數(shù)，其值越小吸附性能越好。以lnqe對lnρe作圖得到直線，通過直線的斜率和截距可以計算出參數(shù)kF和n的值。分別采用Langmuir和Freundlich吸附等溫方程對活性炭吸附MB實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，并計算吸附量、平衡常數(shù)等參數(shù)，結(jié)果如圖5、表2所示。由擬合結(jié)果可知，活性炭對MB的的吸附等溫過程很好地符合Langmuir和Freundlich吸附等溫方程，線性相關(guān)系數(shù)均在0.99以上。其中Langmuir吸附等溫方程的擬合比Freundlich吸附等溫方程好，說明活性炭對MB的吸附更傾向于單層吸附。3結(jié)論(1)吸附實驗研究表明活性炭吸附MB的最佳反應(yīng)條件:活性炭用量為0.667g/L，吸附時間為360min，反應(yīng)溫度為298K。在此條件下，活性炭對MB的飽和吸附量為249.081mg/g。吸附反應(yīng)在前30min內(nèi)速率很快，并約在360min內(nèi)達(dá)到吸附平衡，吸附動力學(xué)符合偽二級動力學(xué)模型。2)活性炭對亞甲基藍(lán)的吸附反應(yīng)為放熱過程?；钚蕴繉喖谆{(lán)的吸附過程符合Lan