原位法制備銅藻基載鐵活性炭及其去除亞甲基藍研究.pdf

1、活性炭是一種比表面積大、化學性質(zhì)穩(wěn)定的吸附劑和催化劑載體，被廣泛地應用于水處理領域。不同原料和方法制得的活性炭，孔隙結構和表面化學性質(zhì)相差較大，對不同吸附質(zhì)的吸附性能差別較大。研究表明，通過改性在活性炭上負載一定量的鐵及其氧化物，既可以提高活性炭對某些物質(zhì)的吸附能力，又可以將其用作某些反應如光催化和非均相Fenton氧化等反應的催化劑。
　　本文以一種大型海藻—銅藻為原料，F(xiàn)eCl3·6H2O為活化劑，采用超聲浸漬-原位合成法制備

2、了銅藻基載鐵活性炭復合材料（Fe/SAC），以活性炭得率和亞甲基藍吸附值為指標，通過正交法考察了活化溫度、活化時間和浸漬比的影響，采用 X射線衍射、掃描電鏡和比表面積分析儀對最優(yōu)結果進行了表征，并考察了Fe/SAC吸附亞甲基藍的熱力學與動力學特性。分別以Fe/SAC為吸附劑和非均相Fenton氧化反應的催化劑，對高濃度亞甲基藍模擬廢水進行處理，考察對比了不同體系中Fe/SAC去除亞甲基藍的效果，對Fe/SAC進行回收利用，考察了Fe/S

3、AC的循環(huán)再生性能。
　　結果表明：
　　（1）以銅藻為原料，F(xiàn)eCl3·6H2O為活化劑，采用超聲浸漬-原位合成法制備Fe/SAC的最佳工藝條件為：活化溫度600℃、活化時間1h、浸漬比1:1，此時的Fe/SAC得率為39.5％，亞甲基藍吸附值較ZnCl2法銅藻基活性炭提高了約42%。該條件下成功制備了負載有Fe3O4和FeO的磁性Fe/SAC復合材料，比表面積為558.31m2·g-1，平均孔徑約為7.7nm。
　

4、?。?）準二級動力學模型能夠很好地模擬亞甲基藍在Fe/SAC上的吸附動力學過程，亞甲基藍在Fe/SAC上的吸附以化學吸附占主導；顆粒內(nèi)擴散擬合結果表明該吸附過程由多個吸附階段共同控制。
　?。?）Langmuir模型適于描述亞甲基藍在Fe/SAC上的吸附平衡過程，313K下單分子層飽和吸附量為268.10mg·g-1。熱力學分析表明，該吸附過程是熵增加的自發(fā)吸熱過程（ΔS>0、ΔG<0、ΔH>0），升溫有利于吸附。
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