原位法制備銅藻基載鐵活性炭及其去除亞甲基藍(lán)研究.pdf

1、活性炭是一種比表面積大、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的吸附劑和催化劑載體，被廣泛地應(yīng)用于水處理領(lǐng)域。不同原料和方法制得的活性炭，孔隙結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)相差較大，對(duì)不同吸附質(zhì)的吸附性能差別較大。研究表明，通過(guò)改性在活性炭上負(fù)載一定量的鐵及其氧化物，既可以提高活性炭對(duì)某些物質(zhì)的吸附能力，又可以將其用作某些反應(yīng)如光催化和非均相Fenton氧化等反應(yīng)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(fù)合材料（Fe/SAC），以活性炭得率和亞甲基藍(lán)吸附值為指標(biāo)，通過(guò)正交法考察了活化溫度、活化時(shí)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(duì)最優(yōu)結(jié)果進(jìn)行了表征，并考察了Fe/SAC吸附亞甲基藍(lán)的熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)特性。分別以Fe/SAC為吸附劑和非均相Fenton氧化反應(yīng)的催化劑，對(duì)高濃度亞甲基藍(lán)模擬廢水進(jìn)行處理，考察對(duì)比了不同體系中Fe/SAC去除亞甲基藍(lán)的效果，對(duì)Fe/SAC進(jìn)行回收利用，考察了Fe/S

3、AC的循環(huán)再生性能。
　　結(jié)果表明：
　?。?）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(shí)間1h、浸漬比1:1，此時(shí)的Fe/SAC得率為39.5％，亞甲基藍(lán)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(fù)載有Fe3O4和FeO的磁性Fe/SAC復(fù)合材料，比表面積為558.31m2·g-1，平均孔徑約為7.7nm。
　

4、?。?）準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型能夠很好地模擬亞甲基藍(lán)在Fe/SAC上的吸附動(dòng)力學(xué)過(guò)程，亞甲基藍(lán)在Fe/SAC上的吸附以化學(xué)吸附占主導(dǎo)；顆粒內(nèi)擴(kuò)散擬合結(jié)果表明該吸附過(guò)程由多個(gè)吸附階段共同控制。
　　（3）Langmuir模型適于描述亞甲基藍(lán)在Fe/SAC上的吸附平衡過(guò)程，313K下單分子層飽和吸附量為268.10mg·g-1。熱力學(xué)分析表明，該吸附過(guò)程是熵增加的自發(fā)吸熱過(guò)程（ΔS>0、ΔG<0、ΔH>0），升溫有利于吸附。
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