桉樹基磁性活性炭的制備及其在水處理中的應(yīng)用.pdf

1、重金屬廢水和染料廢水已經(jīng)構(gòu)成環(huán)境污染的重要來源。活性炭吸附法被廣泛應(yīng)用于去除重金屬廢水和染料廢水的處理，但是吸附后的活性炭回收困難，不利于再生。如果賦予活性炭磁性，則所形成的磁性活性炭既保留活性炭的高吸附性能，又具有磁性而易分離回收的效果。本研究以K2CO3和FeCl3為活化劑和磁化劑，以農(nóng)林廢棄物桉樹為原材料，采用活化與磁化同步完成的方法制備了一種桉樹基磁性活性炭（MAC），并應(yīng)用于含Cr(VI)廢水和陰陽離子染料廢水的處理。采用比表

2、面積與孔徑分析儀、X射線衍射（XRD）、X射線光電子能譜（XPS）、傅里葉紅外光譜（FTIR）和振蕩樣品磁強計（VSM）等對MAC進(jìn)行表征分析。在吸附動力學(xué)、吸附等溫模型和吸附熱力學(xué)的理論基礎(chǔ)上，結(jié)合表征分析來研究MAC對不同污染物的吸附性能和機理，為MAC在水處理中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。主要結(jié)論如下：
　?。?）實驗制備了一種新型吸附劑：桉樹基磁性活性炭，碘吸附值為655.627 mg/g，亞甲基藍(lán)吸附值為400.05 mg/g。

3、MAC的最佳制備方案為：K2CO3:FeCl3:桉樹炭的質(zhì)量比1.5:1:1、浸漬時間7 h、活化溫度800℃、活化時間60 min。
　?。?）MAC的比表面積為823.965 m2/g，平均孔徑為2.288 nm，總孔容為0.4714 cm3/g，為微孔-中孔混合結(jié)構(gòu)；MAC的表面主要含有羧基、羥基、內(nèi)酯基、酚羥基、胺基和Fe-C等化學(xué)基團(tuán)和Fe3O4、γ-Fe2O3；MAC屬于無定形炭，但又具有局部石墨化的趨勢；MAC的飽和

4、磁化強度Ms=28.67 emu/g、剩磁Ms=3.13 emu/g、矯頑力Hc=130.81 Oe，具有超順磁性，且在pH≥3時MAC的磁穩(wěn)定性好。MAC表面在酸性和弱堿條件下帶正電荷，在強堿性條件下帶負(fù)電荷，等電荷點為9.81。
　　（3）利用MAC處理含Cr(VI)、MO和MB廢水。吸附時間、投加量和溫度與MAC對Cr(VI)、MO和MB的去除率成正比，初始濃度與MAC對Cr(VI)、MO和MB的去除率成反比，MAC吸附Cr

5、(VI)在9 h時吸附飽和，MAC吸附MO和MB在90 min時吸附飽和。MAC吸附Cr(VI)、MO和MB的過程更遵循準(zhǔn)二級動力學(xué)模型，結(jié)合顆粒內(nèi)擴散模型可知MAC的吸附過程主要有表面吸附和內(nèi)擴散兩階段。MAC吸附Cr(VI)、MO和MB的過程更遵循Langmuir等溫吸附模型，結(jié)合D-R模型可知，自由能均大于16 kJ/mol，說明MAC吸附Cr(VI)、MB和MO的過程主要為單層化學(xué)吸附，且易于發(fā)生。MAC吸附Cr(VI)、MB和