香蒲絨活性炭的制備及其對2,4-二氯酚和2,4,6-三氯酚吸附性能研究.pdf

1、本文以香蒲絨為原料,采用磷酸活化法制得比表面積高、吸附效果好的活性炭。在對其進行物化表征的基礎上,研究了香蒲絨活性炭對含酚廢水的吸附性能。采用一定方法對吸附飽和的活性炭進行解吸試驗,對其再生利用進行研究。
　　 通過正交試驗,確定最佳活性炭制備的工藝條件為:H3PO4溶液質(zhì)量分數(shù)為40％,固液質(zhì)量比2.5∶1,浸漬時間12h,活化溫度400℃,活化時間1h。
　　 采用比表面積分析儀、SEM、元素分析、FTIR、Boeh

2、m滴定及等電點等方法對制備出的活性炭的物理化學性質(zhì)進行表征。結(jié)果顯示香蒲絨活性炭表面粗糙不平,分布著大量孔道,呈現(xiàn)不規(guī)則多孔結(jié)構(gòu);比表面積高達890 m2/g,平均孔徑3.88 nm,以中孔為主;采用磷酸活化法制備的香蒲絨活性炭,其碳元素含量遠高于原料中碳的含量;活性炭表面存在一些含氧功能基團,其中表面酸性基團含量占絕對優(yōu)勢,又以羧基和酚羥基為主;且等電點約為5.13。
　　 為了驗證香蒲絨活性炭對2,4-二氯酚和2,4,6-三

3、氯酚的吸附效果,考察了溶液初始濃度、震蕩時間、pH、溫度對吸附作用的影響,并結(jié)合動力學和熱力學模型對吸附機理進行了探討。吸附實驗結(jié)果表明,香蒲活性炭對2,4-二氯酚和2,4,6-三氯酚的吸附量高達142.86mg/g和192.31 mg/g,吸附效果非常好。酸性條件對2,4-二氯酚和2,4,6-三氯酚的吸附有利。同2,4-二氯酚相比,pH值對2,4,6-三氯酚的吸附效果影響較大,這與吸附質(zhì)的性質(zhì)有關。吸附動力學研究表明,偽二級動力學模型

4、可以很好的反映香蒲絨活性炭對兩種污染物的吸附過程,表明此吸附過程為一化學吸附過程。顆粒內(nèi)擴散模型曲線反映出吸附過程的不同階段:氯酚分子先是快速通過液膜聚集在活性炭外表面上;進而通過孔道進入內(nèi)部,在內(nèi)表面上發(fā)生吸附;隨著內(nèi)表面吸附量的增加,內(nèi)擴散阻力增大,擴散速度不斷下降,最終達到吸附平衡。這表明顆粒內(nèi)擴散過程并非唯一的控制步驟,吸附過程還會受到其它動力學過程的影響。吸附熱力學研究表明Freundlich等溫方程比Langmuir等溫方程