naoh改性稻秆对亚甲基蓝染料吸附性能的研究
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改性秸秆对污水中染料物质的吸附脱除研究共3篇改性秸秆对污水中染料物质的吸附脱除研究1改性秸秆对污水中染料物质的吸附脱除研究随着工业生产和人口增长,越来越多的污水被排放进入自然环境,其中包括许多有害物质如染料。
染料的存在不仅会污染环境,还会影响人类健康和生态系统的平衡。
因此,如何有效地去除污水中的染料成为了研究的焦点。
在传统的处理方法中,化学法和生物法是主要的去除方法。
但这些处理方法可能会产生新的环境问题,如产生二次污染或需要高成本。
因此,研究开发一种更经济、环保的方法来去除染料尤为重要。
吸附法是目前用于去除染料的一种常用方法。
它通过吸附剂的作用将染料从污水中分离出来。
吸附剂的种类多样,但贵重的活性炭和大量耗能的合成丙烯酸基材料等高成本吸附剂限制了这种方法的广泛应用。
因此,寻找一种便宜、环保的吸附剂来去除染料具有广阔的应用前景。
秸秆是一种广泛存在的农业废弃物资源。
它的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素。
这些成分使秸秆在环保方面具有良好的应用前景。
由于秸秆的化学性质和物理性质可以改变,因此可以通过改性来制备吸附剂来去除染料。
一些研究表明,改性秸秆可以作为染料污染水体中的吸附剂。
本次研究选取自然秸秆和盐酸预处理秸秆,通过物理拼接工艺制备改性秸秆。
本实验的目的是研究改性秸秆对染料污染水体的吸附效果。
首先,我们制备了一种三原色染料污染水体(溴甲蓝、酸性红和原红)。
然后,通过一系列的实验调查了染料去除率和其他因素对秸秆吸附的影响。
实验的结果表明,改性秸秆的吸附效果明显优于纯秸秆。
其中盐酸处理的秸秆吸附效果最佳。
在溴甲蓝、酸性红和原红的最大吸附量分别为17.076mg/g、23.596mg/g、30.283mg/g,而未改性的秸秆分别为10.234mg/g、12.432mg/g、14.256mg/g。
这表明,通过改性处理后,秸秆吸附性能得到了显著提高。
同时,我们考虑了温度、PH、接触时间和吸附剂用量等因素对吸附效果的影响。
生物质对亚甲基蓝吸附实验的研究综述摘要:吸附法广泛应用于有机染料废水的处理,生物质具有良好的潜在吸附性能且成本较低。
本文综述了农残生物质、改性生物质及生物质活性炭对亚甲基蓝的吸附性能。
结果表明经过改性的生物质对亚甲基蓝的吸附效果往往更好,比普通生物质更具优势。
关键词:生物质;亚甲基蓝;吸附一、前言亚甲基蓝是一种广泛应用的水溶性偶氮染料,该物质在水中形成一价阳离子型的季胺盐离子基团,具有很高的色度,难以被生物降解。
含亚甲基蓝的染料废水进入水环境后会通过影响水生植物的光合作用而破坏生态平衡,污染环境严重。
[1-2]因此对含亚甲基蓝等有机染料的废水处理始终是人们关注的话题。
目前,对含有亚甲基蓝废水的主要处理方法有吸附法[3-4]、光催化分解法[5-6]、基于芬顿反应的化学氧化法[7]等。
吸附法属于物化处理技术,因其能够选择性地富集某些化合物而在废水处理领域有着特殊的地位。
[8]活性炭是去除颜色的优良吸附剂,但由于其具有相对较高的成本,使用范围有限。
为了有效并以低成本处理染料废水,科研人员对替代型低成本吸附剂展开广泛研究。
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。
农业生物质能资源包括农作物秸秆、农产品加工业副产品、畜禽粪便和能源作物。
[9]农业生物质的来源广泛、成本较低,具有潜在的吸附性能,是较为理想的吸附材料。
本研究将从生物质直接应用、生物质改性以及生物质炭的制备与应用三方面进行综述。
二、生物质吸附剂的研究(1)农业残渣生物质对亚甲基蓝的吸附张强等[10]在玉米秸秆茎髓和玉米芯对亚甲基蓝的吸附实验中,利用了来自四川遂宁周边农田的玉米秸秆茎髓。
实验结果表明在亚甲基蓝初始浓度为280 mg/L,使用80~100目;0.05 g的吸附剂玉米秸秆茎髓、0~80目;0.05 g玉米芯在温度30 ℃,pH=10;吸附时间为100min时吸附效果最佳。
而其采用的准二级动力学方程则精确地描述了玉米秸秆茎髓和玉米芯的吸附过程。
河南科技Henan Science and Technology 化工与材料工程总第800期第6期2023年3月生物质改性前后对亚甲基蓝的吸附研究进展李飞飞封圆圆白红娟(河南工业大学化学化工学院,河南郑州450001)摘要:【目的目的】亚甲基蓝应用广泛,但具有较大的毒性,且难以降解,因此寻求一种高效且低成本的方法处理染料废水显得尤为重要。
【方法方法】笔者从几种常见的农业生物质着手,对硅藻土、花生壳、柚子皮和橘子皮改性前后对亚甲基蓝吸附的研究进展进行了综述总结。
【结果结果】即使是同一种类的生物质以不同方法进行改性,改性后的生物质吸附剂对亚甲基蓝的去除效果在一定程度上也会有所提高。
【结论结论】生物质吸附剂不仅来源丰富,而且对亚甲基蓝的吸附效果良好,具有广阔的应用前景。
关键词:染料;亚甲基蓝;生物质;吸附;改性中图分类号:X712;X703文献标志码:A文章编号:1003-5168(2023)06-0079-06 DOI:10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.06.016Research Progress of Adsorption of Methylene Blue on Biomass Beforeand After ModificationLI Feifei FENG Yuanyuan BAI Hongjuan(School of Chemistry and Chemical Engineering,Henan University of Technology,Zhengzhou450001,China)Abstract:[Purposes]Methylene blue is widely used,but it is highly toxic and difficult to degrade,so it is important to find an efficient and low-cost method to treat dye wastewater.[Methods]Starting from sev⁃eral common agricultural biomasses,the author reviewed and summarized the research progress on the adsorption of methylene blue by diatomaceous clay,peanut shell,grapefruit peel and orange peel before and after modification.[Findings]The results showed that even when the same type of biomass was modi⁃fied by different methods,the removal of methylene blue by the modified biomass adsorbent was im⁃proved to some extent in all cases.[Conclusions]This indicates that the biomass adsorbent is not only abundant in source,but also has good adsorption effect on methylene blue and has a broad application prospect.Keywords:dye;methylene blue;biomass;adsorption;modification1前言1.1生物质定义根据国际能源机构的定义,生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物,如木材废弃物、农作物废弃物和动物粪便[1]。
1004 1656202005 0739 07碱活化高岭土对亚甲基蓝的吸附研究李 淦,赵永华 ,王 星,孟 雪,赵玉鑫,张 雨(辽宁工业大学化学与环境工程学院,辽宁 锦州 121001)摘要:本研究通过碱活化的方法对天然高岭土进行改性,制备高岭土基吸附剂,通过静态吸附实验考察了其对亚甲基蓝的吸附行为。
实验结果表明:与天然高岭土相比,碱活化高岭土的结构发生了明显改变,进而影响了其吸附亚甲基蓝的性能。
该吸附过程可以用伪二级动力学模型和Freundlich等温吸附模型来描述。
由吸附热力学可知,该吸附过程可以自发的进行且为吸热过程。
关键词:亚甲基蓝;高岭土;吸附;碱活化中图分类号:O647 3;X703; 文献标志码:AAdsorptionofmethylenebluebyalkali activatedkaolinLIGan,ZHAOYong hua ,WANGXing,MENGXue,ZHAOYu xin,ZHANGYu(SchoolofChemistry&EnvironmentalEngineering,LiaoningUniversityofTechnology,Jinzhou121001,China)Abstract:Thenaturalkaolinwasactivatedbyalkalinesolutiontoobtainkaolin basedadsorbent.Theadsorptionbehaviorofalkali activatedkaolintomethylenebluewasinvestigatedbystaticadsorptionexperiments.Theexperimentalresultsshowedthatthestruc tureofalkali activatedkaolinwaschangedsignificantlycomparedwithnaturalkaolin,andthenaffectingitsadsorptionperformance.Theadsorptionprocesscouldbedescribedwithpseudo second orderkineticsmodelandtheFreundlichadsorptionisothermmodel.Accordingtotheadsorptionthermodynamics,itwasfoundthattheadsorptionprocesswouldbespontaneousandendothermicprocess.Keywords:methyleneblue;kaolin;adsorption;alkaliactivation 随着染料工业的不断发展,染料废水的排放也是逐年增加,对环境造成了巨大的危害[1]。
第49卷第4期2021年2月广㊀州㊀化㊀工Guangzhou Chemical IndustryVol.49No.4Feb.2021稻壳吸附剂对亚甲基蓝的吸附性能研究武㊀云,黄中梅(武汉生物工程学院化学与环境工程学院,湖北㊀武汉㊀430415)摘㊀要:本实验把亚甲基蓝模拟成印染废水,以稻壳作为吸附剂,研究稻壳吸附剂对亚甲基蓝的吸附性能,利用正交实验得出稻壳吸附剂处理印染废水的最佳吸附条件是在初始浓度50mg /L,pH 为6.5,温度是65ħ,时间为150min,所得到的去除率是97.01%㊂然而在利用双氧水改性以后,去除率为98.99%㊂上升了2%,表明改性有利于提升稻壳吸附剂对亚甲基蓝的吸附㊂该此法可用于印染废水的处理,减少环境污染㊂关键词:印染废水;稻壳吸附剂;亚甲基蓝;改性㊀中图分类号:X592㊀文献标志码:A文章编号:1001-9677(2021)04-0054-03㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第一作者:武云(1981-),女,本科,实验师,主要从事化学教育学的研究㊂Study on Adsorption Property of Rice Husk Adsorbent for Methylene BlueWU Yun ,HUANG Zhong -mei(Department of Chemistry Environmental Engineering,Wuhan Bioengineering Institute,Hubei Wuhan 430415,China)Abstract :Rice husk was used as an adsorbent to study the adsorption properties of rice husk adsorbents,which were simulated as printing and dyeing waste water,and rice husk was used as an adsorbent to study the adsorption properties of rice husk adsorbents to methylene blue,the optimum adsorption conditions of rice husk adsorbent for printing and dyeing wastewater treatment were obtained as follows:Initial concentration was 50mg /L,pH was 6.5,temperature was 65ħ,time was 150min,removal rate was 97.01%.However,after modified with hydrogen peroxide,the removal rate was 98.99%.It increased by 2%,indicating that the modified rice husk adsorbent could enhance the adsorption of methylene blue on rice husk.This method can be used to treat printing and dyeing wastewater and reduce environmental pollution.Key words :printing and dyeing wastewater;rice husk adsorbent;methylene blue;modified当前印染废水带来的环境污染问题十分严峻,常用的处理方法经济节能却带来二次污染㊂目前处理印染废水的方法有:吸附法[1]㊁膜分离法[2]㊁絮凝沉降法[3]㊁光催化法[3]㊁离子交换法[4]㊁微生物降解和电解法[5]等㊂由于吸附法在处理过程中不会引入新的污染,因而受到广泛关注㊂稻壳的主要成分是纤维素㊁半纤维素㊁木质素和二氧化硅[6],而且价格低廉,安全无毒,多孔性容量小,质地粗糙,其吸附率高可完全生物降解,对处理印染废水有很大的优势㊂本文探究经过5%的H 2SO 4处理的稻壳对亚甲基蓝的吸附性能,从而得出处理印染废水的最佳条件㊂1㊀实㊀验1.1㊀实验仪器及试剂仪器:DHG -9053A 型电热恒温空气干燥炉,上海恒科技有限公司;予华牌SHZ -DⅢ型循环水真空泵,巩义予华仪器有限公司;电子恒温不锈钢水浴锅炉,上海仪器设备有限公司;AUY120分析天平,上海双旭电子有限公司;722E 可见分光光度计,上海光谱仪器有限公司制造;PHS -25pH 计,上海雷磁仪器生产厂㊂试剂:双氧水,天津市新中化工厂;盐酸,武汉市华粉化工有限公司;氢氧化钠,天津市恒兴化学试剂制造有限公司;亚甲基蓝,湖南湘中地质实验研究所;硫酸,济南砷丰化工有限公司;以上均为分析纯㊂天然稻壳,军艳十八亩五谷廊坊生产㊂实验用水为蒸馏水㊂1.2㊀制备稻壳吸附剂1.2.1㊀稻壳吸附剂的制备将稻壳粉碎成粉末状,用蒸馏水洗涤3次,去除悬浮物和可溶性物质,置于烘箱中60ħ烘干至恒重㊂用1.5mL 5%H 2SO 4处理5g 稻壳粉末,搅拌均匀,在120ħ中干燥1h㊂冷却至室温,得稻壳吸附剂㊂1.2.2㊀5%H 2SO 4对亚甲基蓝吸附实验的影响由于亚甲基蓝遇稀硫酸会褪色,会影响试验所测吸光度㊂为排除影响,用处理后的含有5%H 2SO 4稻壳粉末分别与10mg /L,15mg /L,20mg /L,25mg /L 的亚甲基蓝溶液反应㊂实验证明反应前后的吸光度差别均为0.50%以下,证明5%的稀硫酸不足以对所测吸光度造成影响㊂1.3㊀实验方法1.3.1㊀吸附实验第49卷第4期武云,等:稻壳吸附剂对亚甲基蓝的吸附性能研究55㊀取一定量的稻壳吸附剂,加入到20mL 不同浓度的亚甲基蓝溶液中,在室温下搅拌反应一段时间,抽滤,用分光光度计在最大吸收波长662nm 下测其吸光度㊂根据标准曲线计算出浓度㊂亚甲基蓝的去除率计算公式[1]:E =C 0-C eC 0ˑ100%(1)式中:E 去除率,%C 0 亚甲基蓝的初始浓度,mg /L C e 吸附后亚甲基蓝的浓度,mg /L1.3.2㊀时间对去除率的影响准确移取20mL 浓度为25mg /L 的亚甲基蓝溶液于5个烧杯中,分别加入0.3g 的稻壳吸附剂,吸附时间分别为30min,60min,90min,120min,150min㊂在pH 值为6.5,室温下搅拌反应㊂经过抽滤,测量吸光度,通过标准曲线得到浓度,计算去除率㊂则去除率与时间的关系曲线如图1所示㊂图1㊀吸附时间对去除率的影响Fig.1㊀Effect of adsorption time on removal efficiency 通过图1可以看出,随着吸附时间的上升,去除率也逐渐上升,去除率随吸附时间的波动可能与稻壳的吸附活性点及表面结构有关㊂在吸附时间为30,60min 时,去除率趋于平缓,90min 时略有下降㊂90min 后曲线较陡峭,去除率上升较明显㊂说明90min 后吸附性能更好㊂在150min 时去除率达到最大,为97.95%㊂故选取90min,120min,150min 作为正交实验中时间因素的三个水平㊂1.3.3㊀初始浓度对去除率的影响取20mL 溶液pH 为6.5浓度分别为25mg /L,50mg /L,75mg /L,100mg /L,125mg /L 的亚甲基蓝溶液于5个烧杯中,均加入0.3g 的稻壳吸附剂吸附150min,实验结束后,进行抽滤,分别测其吸光度,计算浓度,得其去除率㊂则去除率与初始浓度的关系曲线如图2所示㊂图2㊀初始浓度对去除率的影响Fig.2㊀Effect of initial concentration on removal efficiency 从图2可以看出,随着浓度的升高,去除率呈下降趋势㊂按趋势来分析75mg /L 时去除率为95.73%,说明当浓度继续增大时,去除率基本不再增加㊂这是由于浓度梯度较大,吸附驱动力大,去除率增加,当浓度达到一定值后,吸附剂活性位点被亚甲基蓝分子全部占据,去除率基本不变[7]㊂所以选取50mg /L,75mg /L,100mg /L 作为探究最佳吸附条件的三个水平㊂1.3.4㊀pH 对去除率的影响分别取20mL 浓度为10mg /L 的亚甲基蓝溶液于5个烧杯中,溶液的pH 用0.01mol /L 的盐酸和0.01mol /L 的氢氧化钠来调节为5.5,6.5,7.5,8.5,9.5,各加入0.3g 稻壳吸附剂吸附5min㊂待吸附反应完成后,抽滤,测出吸光度㊂代入标准曲线得到其浓度,算出去除率㊂其变化趋势如图3所示㊂图3㊀pH 对去除率的影响Fig.3㊀Effect of pH on removal efficiency由图3可知,在pH 值=7.5之前时,随着pH 的升高,去除率逐渐增加㊂当pH =7.5的时候,其去除率达到最大,此时去除率为94.50%㊂当pH 值大于7.5时,随着pH 值的升高,去除率反而下降㊂而且在pH 值7.5之后,所得到的去除率比在7.5以前的要高,进一步证明H +浓度过高不利于吸附㊂但碱性废水排放污染土壤较为严重,所以选取pH 值分别为5.5,6.5,7.5作为正交试验的三个水平来探究其吸附性能㊂1.3.5温度对去除率的影响准确移取20mL 浓度为25mg /L 的亚甲基蓝溶液于5个烧杯中,各加入0.3g 的稻壳吸附剂分别在温度为45ħ,55ħ,65ħ,75ħ,85ħ吸附10min㊂待吸附完成后抽滤,待冷却后,测其吸光度,得浓度,计算去除率㊂温度与去除率的曲线关系如图4所示㊂图4㊀温度对去除率的影响Fig.4㊀Effect of temperature on removal efficiency从图4可以看出,60ħ以前去除率变化不明显,75ħ与65ħ时去除率接近,而随着温度的上升,去除率依然比60ħ以前要略高㊂但当温度持续升高至85ħ时,去除率逐渐下降㊂所以选取65ħ,75ħ,85ħ作为温度的三个水平来探究其吸附性能㊂1.3.6㊀根据各因素绘制正交表得出最佳吸附条件通过单因素试验的探究,选取吸附时间,初始浓度,pH,吸附温度这四个因素中的三个水平即L 9(34)正交表探究其最佳吸附条件,其结果如表1所示㊂56㊀广㊀州㊀化㊀工2021年2月表1㊀正交实验结果Table 1㊀Results of orthogonal test序号A /min B /(mg㊃L -1)C /pHD /ħ吸光度去除率/%19050 5.5650.43595.5329075 6.5750.77794.633901007.585 1.81890.51412050 6.5850.42995.605120757.5650.92193.626120100 5.5751.30593.207150507.5750.30696.898150755.5850.71295.089150100 6.5650.83895.65根据表1的结果,稻壳吸附剂对亚甲基蓝的吸附影响因素:初始浓度>吸附时间>pH >吸附温度㊂最佳吸附条件是A 3B 1C 2D 1,即初始浓度为50mg /L,吸附时间为150min,pH 为6.5,吸附温度为65ħ,此时去除率为97.01%㊂2㊀结果与讨论2.1㊀制备改性稻壳吸附剂取上述5%的H 2SO 4处理的稻壳吸附剂5g 于烧杯中,加入1.5mL 的14%H 2O 2,搅拌均匀,放入烘箱中,200ħ下烘干65min 至恒重㊂冷却至室温,得改性的稻壳吸附剂㊂2.2㊀14%H 2O 2对亚甲基蓝吸附实验的影响由于亚甲基蓝有氧化性,所以双氧水改性后的稻壳吸附剂使得去除率增高,是否是其中14%双氧水与亚甲基蓝进行氧化还原反应造成的不可得知㊂所以在室温下,设计处理稻壳吸附剂相同体积的14%的双氧水分别与10mg/L,15mg/L,20mg/L,25mg /L 的亚甲基蓝溶液反应㊂实验证明反应前后的吸光度均在0.80%以下,证明14%的双氧水对所测吸光度造成的影响微小㊂所以14%的双氧水对亚甲基蓝吸附实验的影响大小忽略不计㊂2.3㊀改性稻壳吸附剂对亚甲基蓝的吸附实验取20mL 浓度为50mg /L 的亚甲基蓝溶液于烧杯中,调节pH 为6.5,加入0.3g 改性稻壳吸附剂,在温度为65ħ下,吸附反应150min㊂待反应完成,抽滤,冷却以后,测其吸光度,计算得去除率㊂2.4㊀改性前后吸附性能比较最佳吸附条件下,改性后去除率为98.99%,与未改性前最佳吸附条件下相比,去除率提高2%,表明对亚甲基蓝的吸附性能更加明显㊂因改性处理并不复杂,改性是有必要可行的㊂3㊀结㊀论稻壳吸附剂对亚甲基蓝去除率的影响因素:初始浓度>吸附时间>pH>吸附温度㊂稻壳吸附剂吸附亚甲基蓝的最佳条件:初始浓度为50mg/L,吸附时间为150min,pH 为6.5,吸附温度为65ħ㊂稻壳吸附剂对亚甲基蓝有很好的吸附效果㊂在最佳吸附条件下,所得的去除率为97.01%㊂利用14%双氧水对稻壳吸附剂进行改性后,最佳吸附条件下,其去除率为98.99%,比为改性之前上升了2%㊂H 2O 2改性稻壳吸附剂对亚甲基蓝的吸附性能更好㊂在允许条件下,改性稻壳吸附剂更利于吸收㊂参考文献[1]㊀李紫薇,李小敏,刘伟,等.薰衣草叶对染料废水中亚甲基蓝的吸附特性[J].江苏农业科学,2017,45(9):239-242.[2]㊀姜爽,吕琳琳,郭宏伟.榛子壳对亚甲基蓝吸附性能的研究[J].天然产物研究与开发,2017,29(1):110-113,62.[3]㊀金香梅,郭剑,孟万,等.伊利石模板法制备玉米芯基多孔碳吸附剂[J].广州化工,2016,44(19):89-91.[4]㊀陈玉,危裕东.NaOH 改性花生壳对亚甲基蓝染料吸附性能的研究[J].应用化工,2014,43(10):1863-1866.[5]㊀何文修,张智亮,计建炳.稻壳生物质资源利用技术研究进展[J].化工进展,2016,35(5):1366-1376.[6]㊀孙彩云,吕朝霞.改性柿叶对亚甲基蓝的吸附性能[J].化学世界,2016,57(7):396-399.[7]㊀李小敏,朱振华,李紫薇,等.氢氧化钾改性亚麻对亚甲基蓝的吸附性能研究[J].环境污染与防治,2016,38(5):37-42.[8]㊀刘娟丽,曹天鹏,王黎虹.秸秆生物质炭的制备及吸附性能研究[J].工业安全与环保,2016,42(1):1-3,7.[9]㊀贾琬鑫,芦冬涛,焦媛,等.壳聚糖纳米复合物的制备及对甲基橙吸附性能研究[J].山西大学学报(自然科学版),2017,40(4):809-815.。
第 7 卷 第 2 期2021 年 4 月生物化工Biological Chemical EngineeringVol.7 No.2Apr. 2021Fenton改性玉米秸秆对亚甲基蓝印染废水脱色处理研究王绪泽,王开花*(呼和浩特民族学院,内蒙古呼和浩特 010051)摘要:采用Fenton试剂改性玉米秸秆制备吸附剂,对亚甲基蓝模拟印染废水进行处理,得出亚甲基蓝模拟印染废水初始浓度为50.00~200.00 mg/L,pH=12.00时,每100.0 mL的亚甲基蓝模拟印染废水中加入2.00 g改性玉米秸秆去除率能达到97.00%以上。
关键词:印染废水;Fenton改性玉米秸秆;亚甲基蓝中图分类号:X791 文献标识码:AStudy on the Decolorization of Methylene Blue Printing and Dyeing Wastewater by Fenton Modified Corn StalkWANG Xuze, WANG Kaihua*(Hohhot Minzu College Hohhot, Inner Mongolia Hohhot 010051)Abstract: In this experiment, modified corn straw with Fenton reagent was used as adsorbent to treat methylene blue simulated printing and dyeing wastewater. The results showed that, when the initial concentration of methylene blue simulated printing and dyeing wastewater is 50.00~200.00 mg/L, and the pH is 12.00, the removal rate could be up to 97.00% if 2.00 g modified corn straw are added into 100.0 mL of methylene blue simulated printing and dyeing wastewater.Keywords: printing and dyeing wastewater; Fenton modified corn stalk; methylene blue我国是农业大国,每年会产生大量的农作物秸秆,但仅有少量农作物秸秆被制成饲料,大部分秸秆焚烧处理对大气环境造成严重污染[1]。
【环境工程】改性焦粉吸附处理亚甲基蓝印染废水研究雒和明1,曹国璞2,冯辉霞1,赵 霞1,张建强1,王军军1(1.兰州理工大学石油化工学院,甘肃 兰州 730050;2.长庆石油第二采油处巨力工程建设公司,甘肃 庆阳 745100)摘要:本文以焦粉为原料,采用过二硫酸铵化学法改性焦粉,将其应用于亚甲基蓝印染废水处理,初步得出改性焦粉吸附处理亚甲基蓝废水工艺条件为:振荡时间80min、pH值≥10、改性焦粉用量0.8g、亚甲基蓝废水初始浓度小于20mg/L。
拟合实验数据得出改性焦粉对亚甲基蓝的吸附属于Langmuir单分子层吸附;研究了不同温度下的平衡参数(R L )与亚甲基蓝初始浓度(C i )的关系,R L 都处于0~1之间,表明改性焦粉对亚甲基蓝的吸附性能较好。
关键词:改性焦粉;吸附;亚甲基蓝;吸附模型;平衡参数中图分类号:TQ536.4;X703 文献标识码:A 文章编号:1007-9386(2009)04-0052-03Study on Adsorption of Methylene Blue from Dyeing Wastewater by Modified CokeLuo Heming 1, Cao Guopu 2, Feng Huixia 1, Zhao Xia 1, Zhang Jiangqiang 1,Wang Junjun1(1.College of Petrochemical Technology, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, China;2.Juli Construction Company of Second Production Department, Changqing Petroleum,Qingyang 745100, China)Abstract: This paper prepares an adsorbent on coke for raw materials through second ammonium sulfate chemical methods,which is modification of coke. It is used to treatment technology of methylene blue dyeing wastewater. Come to a preliminary modified coke absorption of methylene blue wastewater treatment process is: oscillation time 80 min,pH ≥10, amount of modified coke powder 0.8g, initial concentration of methylene blue wastewater less than 20mg/L. Fitting the experimental datas obtained modified coke on the absorption of methylene blue is Langmuir single molecule layer absorption. Studied the relationship between balance parameters (R L ) under different temperature and methylene blue initial concentration (C i ), and R L are in between 0 to 1. The experiment results showed that the modified coke on methylene blue adsorption properties is better.Key words: modified coke; adsorption; methylene blue; adsorption model; balance parameters印染废水是目前国内主要的、较难处理和对环境危害极大的一类工业废水。
《稻草NaOH前处理提高漆酶固态发酵效率》篇一一、引言随着环境保护意识的日益增强,生物质资源的有效利用已成为研究热点。
漆酶作为一种重要的生物催化剂,在工业、环保和生物技术等领域具有广泛的应用前景。
然而,漆酶的固态发酵效率受到多种因素的影响,其中原料的前处理尤为关键。
本研究通过稻草NaOH前处理的方法,探讨其对漆酶固态发酵效率的提升作用,为生物质资源的有效利用提供新的思路和方法。
二、材料与方法1. 材料(1)原料:稻草、NaOH等。
(2)菌种:选用适合固态发酵的漆酶产生菌种。
2. 方法(1)稻草前处理:将稻草粉碎后,采用NaOH溶液进行浸泡处理,然后进行洗涤、干燥。
(2)固态发酵:将处理后的稻草与菌种混合,进行固态发酵。
(3)效率评价:通过测定发酵后漆酶的产量、活性及稳定性等指标,评价发酵效率。
三、结果与分析1. 稻草前处理对漆酶产生的影响通过对稻草进行NaOH前处理,可以有效去除稻草中的半纤维素和木质素等成分,提高稻草的生物降解性。
这有利于菌种在固态发酵过程中更好地利用稻草中的纤维素等成分,从而促进漆酶的产生。
2. 固态发酵效率的提高经过NaOH前处理的稻草,其固态发酵效率得到显著提高。
与未处理组相比,处理组的漆酶产量、活性及稳定性等指标均有所提高。
这表明NaOH前处理可以有效改善原料的性质,提高漆酶的固态发酵效率。
3. 机制探讨NaOH前处理通过破坏稻草中的半纤维素和木质素等结构,使纤维素更易被菌种利用。
同时,NaOH处理还可以改变稻草表面的物理化学性质,有利于菌种的吸附和生长。
此外,NaOH处理还可以提高稻草的渗透性,有利于营养物质的传递和菌种的代谢活动。
这些因素共同作用,提高了漆酶的固态发酵效率。
四、讨论本研究表明,通过稻草NaOH前处理,可以有效提高漆酶的固态发酵效率。
这一方法为生物质资源的有效利用提供了新的思路和方法。
然而,本研究仍存在一些局限性,如未对不同浓度的NaOH处理效果进行对比,未考虑其他前处理方法对漆酶固态发酵的影响等。
氢氧化钾改性亚麻对亚甲基蓝的吸附性能研究李小敏;朱振华;李紫薇;黄振亚【摘要】以亚麻为原料,氢氧化钾为改性剂,制备了一种吸附剂,用红外光谱和扫描电子显微镜对其结构进行表征,并对其吸附亚甲基蓝的性能进行了研究.结果表明,经120℃、0.8 mol/L氢氧化钾改性的亚麻对亚甲基蓝的吸附量和去除率明显提高.经优化,当pH=5、超声功率为50%(125 W)、超声时间为25 min、亚甲基蓝初始质量浓度为300 mg/L、改性亚麻投加量为0.3g时,亚甲基蓝的去除率为95.1%,吸附量为28.54mg/g.其中,pH=5~9、亚甲基蓝初始质量浓度为300~500 mg/L 时,亚甲基蓝的去除率和吸附量变化不大.改性亚麻对亚甲基蓝的吸附过程符合Freundlich吸附等温式,其动力学过程符合准二级动力学方程.【期刊名称】《环境污染与防治》【年(卷),期】2016(038)005【总页数】6页(P37-42)【关键词】亚麻;氢氧化钾;吸附;超声;亚甲基蓝【作者】李小敏;朱振华;李紫薇;黄振亚【作者单位】伊犁师范学院化学与环境科学学院,污染物化学与环境治理重点实验室,新疆伊犁 835000;伊犁师范学院化学与环境科学学院,污染物化学与环境治理重点实验室,新疆伊犁 835000;伊犁师范学院化学与环境科学学院,污染物化学与环境治理重点实验室,新疆伊犁 835000;伊犁师范学院化学与环境科学学院,污染物化学与环境治理重点实验室,新疆伊犁 835000【正文语种】中文我国是染料生产和纺织品出口大国,每年会产生大量印染废水。
印染废水中的染料大多为芳香族、稠环芳香族或杂环化合物,毒性大且难以被生物降解,具有致癌、致畸和致突变作用[1-2]。
亚甲基蓝是水溶性偶氮染料的代表性化合物,广泛用于棉、麻、纸张和皮革等的染色,直接排入水体会造成严重的水污染[3-4]。
近年来,寻找并开发一种处理高效、成本低廉、来源广泛的生物质材料作为吸附剂处理印染废水一直是学者关注的重点[5]。
赖氨酸改性纳米纤维素的表征及其对亚甲基蓝的吸附行为研究万小芳;刘宝联;李友明;陈广学【摘要】为了制备可生物降解的高效吸附材料,以竹浆纳米纤维素为原料,通过高碘酸钠氧化和Sehiff碱反应,得到了赖氨酸改性的纳米纤维素,采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)和热重分析(TG)等表征手段证实了赖氨酸成功引入到纳米纤维素的表面.以亚甲基蓝(MB)为模型物,研究了其吸附性能.考察了吸附剂添加量和溶液pH值对平衡吸附量的影响.结果表明,与纳米纤维素(NFC)、醛基纳米纤维素(NFC-CHO)相比,赖氨酸改性纳米纤维素(NFC-g-Lysine)的吸附能力大幅提高,当NFC-g-Lysine添加量0.08%、pH值为9、MB浓度为200mg/L时,NFC-g-Lysine对MB的平衡吸附量达到178 mg/g,相比NFC(110 mg/g)提高了61%;NFC-g-Lysine等温吸附过程符合Freundlich模型;动力学数据表明NFC-g-Lysine对MB的吸附满足伪二级动力学方程.%In order to obtain efficient biodegradable adsorbent,lysine modified nanocellulose was prepared by periodate oxidation and Schiff base reaction using bamboo cellulose as raw material.It was confirmed that the successful introduction of lysine onto the surface of nanocellulose by means of FT-IR,TEM,TG methods.The adsorption property of lysine modified nanocellulose was evaluated using methylene blue (MB) as a model compound.The effects of pH and adsorbent dosage and initial dye concentration on equilibrium adsorption capacity of MB were studied.The results showed that the equilibrium adsorption capacity of lysine modified nanocellulose was significantly increased compared with those of unmodified nanocellulose and aldehyde-based nanocellulose intermediates.The equilibrium adsorptioncapacity reached 178 mg/g,which was 61% higher than that of the unmodified nanocellulose (110 mg/g,) at the adsorbent dosage 0.08 wt%,pH value 9 and MB concentration of 200 mg/L.The isothermal adsorption process was in accordance with the Freundlich model.The kinetic data showed that the adsorption of MB onto the nanocellulose derivative could be expressed as the second-order kinetics equation.【期刊名称】《中国造纸》【年(卷),期】2017(036)005【总页数】7页(P7-13)【关键词】赖氨酸改性纳米纤维素;Schiff碱反应;表征;亚甲基蓝;吸附行为【作者】万小芳;刘宝联;李友明;陈广学【作者单位】华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东广州,510640;华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东广州,510640;华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东广州,510640;华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室,广东广州,510640【正文语种】中文【中图分类】TS721随着染料、杀虫剂、有机溶剂、造纸助剂和石油添加剂等化学品使用量的增加,各种重金属、染料、废弃化学品等污染物的排放量逐渐增加,造成全球范围水污染问题日趋严重,为了减少水污染对环境的危害,各个国家制定严格的法律法规要求废水必须经处理达标后排放。
文章编号:1004-1656(2015)11-1705-06稻壳基活性炭对亚甲基蓝吸附平衡与动力学研究李㊀赢1,2,车友新1,靳㊀璇1,李由然2,倪才华1,石㊀刚1*(1.江南大学化学与材料工程学院,江苏㊀无锡㊀214122;2.江南大学粮食发酵工艺与技术国家工程实验室,江苏㊀无锡㊀214122)摘要:以粮食副产物 稻壳为原料,采用化学活化法制成了微介孔共存的孔隙发达的稻壳基活性炭,此稻壳基活性炭对亚甲基蓝的吸附量可以达到464.8mg㊃g-1㊂通过大量亚甲基蓝吸附实验结果拟合,发现其吸附平衡过程符合Freundlich吸附模型,动力学模型符合准二级吸附动力学模型㊂通过吸附平衡模型与动力学模型的建立,为此活性炭的实际应用提供理论预测模板㊂关键词:稻壳基活性炭;亚甲基蓝;吸附平衡模型;吸附动力学模型中图分类号:O647.3㊀㊀文献标志码:AEquilibrium and kinetics studies on adsorption of methylene blueby activated carbon prepared by rice huskLI Ying1,2,CHE You-xin1,JIN Xuan1,LI You-ran2,NI Cai-hua1,SHI Gang1*(1.School of Chemical and Material Engineering,Jiangnan University,Wuxi214122,China;2.National Engineering Laboratory for Cereal Fermentation Technology,Jiangnan University,Wuxi214122,China)Abstract:Rice husk,a grain by-product,was used as raw material and adopting the chemical activation method to produce activated carbon with abundant micro-mesoporous structure.Rice husk based activated carbon gave the maximum methylene blue adsorption capacity of464.8mg㊃g-1.According to various adsorption results,the equilibrium data for methylene blue adsorption well fitted to the Freundlich equation.The adsorption of methylene blue could be best described by the pseudo-second-order equation.Through the establishment of the adsorption equilibrium and dynamic model,the prediction templates could be made at the application of rice husk based activated carbon.Key words:rice husk based activated carbon;methylene blue;adsorption equilibrium model;adsorption dynamic model㊀㊀活性炭以其发达的孔隙结构㊁超大的比表面积以及表面的疏水性而成为处理废水中多种污染物的优良吸附剂材料,如用于印染废水中亚甲基蓝㊁甲基橙㊁苯酚等的去除,由于世界范围对环境污染治理越来越重视,活性炭的发展潜力巨大[1-3]㊂近年来针对活性炭的研究侧重于原料的开发,吸附性能与机理的探讨等方面㊂Alexandro[4]用凤凰木作为原料采用NaOH活化法制备出了富含微孔的活性炭;Muthanna[5]采用ZnCl2和FeCl3活化果核制得比表面积为780~1045m2㊃g-1的富含微孔的活性炭,其对亚甲基蓝特别是苯酚的吸收稿日期:2015-07-03;修回日期:2015-09-01基金项目:国家自然科学基金项目(21401079)资助;高等学校博士学科点专项科研基金项目(20130093120003)资助;江苏省自然科学基金项目(BK20140158)资助联系人简介:石刚(1984-),男,副教授,主要从事生物质资源利用研究㊂E-mail:gangshi@化学研究与应用第27卷附性能良好,动力学研究方面发现吸附符合准二级动力学方程;Araceli[6]采用活性炭吸附酸性橙II,其吸附行为符合Langmuir吸附模型,动力学研究表明吸附行为符合准二级反应动力学方程,吸附过程为放热过程可以自发进行;Hameed[7]利用竹子采用KOH活化法制成的活性炭对亚甲基蓝的吸附量为454.2mg㊃g-1,吸附平衡数据表明符合Langmuir吸附方程以及准二级反应动力学模型㊂我国是水稻种植大国,每年产生数千万吨稻壳废弃物[8]㊂稻壳蛋白含量低,不适合做畜禽饲料,但其含碳量高,是极好的活性炭原料㊂采用化学活化法可根据需要制出比表面积在600~ 3000m2㊃g-1,孔容在0.6~2.0mL㊃g-1,富含大量微孔(孔径<2nm)与介孔(2nmɤ孔径<50nm)的稻壳基活性炭[9,10]㊂本文通过磷酸活化法制备出稻壳基活性炭后,研究其对亚甲基蓝的吸附能力,进而研究其吸附机理和动力学行为,以期为实际工程应用提供有力的理论模型与动力学参数㊂1㊀实验部分1.1㊀实验材料与仪器稻壳产自江苏盐城;磷酸㊁亚甲基蓝等均为分析纯,国药集团化学试剂上海有限公司提供㊂QSB-1500A型高速多功能粉碎机(永康市乐趣工贸有限公司),DHG-92401型电热鼓风干燥箱(上海三发科学仪器有限公司),SSW型微电脑电热恒温水槽(上海博讯实业有限公司),SX-26-10型马弗炉(上海电理仪器厂),HYL-C型组合式摇床(太仓市强乐实验设备有限公司),V-1200型紫外可见分光光度计(上海美谱达仪器有限公司), ASAP2010型比表面和孔径分布测定仪(美国麦克莫瑞提克公司)㊂1.2㊀实验过程1.2.1㊀稻壳基活性炭的制备㊀粉碎的稻壳和浓磷酸以1ʒ5的质量比充分混合于坩埚中,然后将其置于500ħ的马弗炉中,在N2气氛中30min后取出坩埚中固体,热水洗涤至滤出液呈中性,120ħ烘箱干燥㊂1.2.2㊀亚甲基蓝标准工作曲线的绘制㊀准确配置5㊁4㊁2.5㊁1㊁0.5和0.1mg㊃L-1的亚甲基蓝溶液㊂以蒸馏水为参比液,在665nm处,用可见分光光度计分别测出这一组溶液的吸光度值[11,12]㊂以亚甲基蓝质量浓度为横坐标,以吸光度为纵坐标做标准曲线㊂1.2.3㊀稻壳基活性炭对亚甲基蓝的吸附㊀取m= 0.1g稻壳活性炭放入盛有V=0.1L亚甲基蓝溶液(C=1~1000mg㊃L-1)的250mL碘量瓶中,封口后置于恒温组合式摇床中,转速为150r㊃min-1,温度为30ħ,间隔一定时间取出样品测浓度(C t,单位:mg㊃L-1),按公式(1)计算t时间下的活性炭吸附量(W t,单位:mg㊃g-1),直到吸附达到平衡为止㊂每个条件作三次平行实验,取平均值㊂W t=(CV-C t V)/m(1) 1.2.4㊀稻壳基活性炭性能表征㊀采用比表面和孔径分布测定仪分析稻壳基活性炭的比表面积和孔容㊂其中活性炭比表面积选取多点BET分析方法,孔容采用BJH脱附累积总孔容积分析方法㊂2㊀结果与讨论2.1㊀稻壳基活性炭的制备和分析经磷酸活化稻壳制备的活性炭比表面积为1790m2㊃g-1,孔容为1.98mL㊃g-1㊂如图1所示,当P/P0很低时,吸附急剧上升,而且曲线图中出现明显的滞后环,说明此活性炭含有微孔㊁介孔共存的孔隙结构㊂图1㊀稻壳基活性炭吸附脱附曲线图Fig.1㊀Adsorption/desorption isothermsof rice husk based activated carbon 2.2㊀亚甲基蓝标准曲线的绘制所得亚甲基蓝标准曲线线性回归方程为:A=0.00242+0.20652C(2)其中,A为亚甲基蓝吸光度,Abs;C为亚甲基蓝浓度,mg㊃L-1㊂拟合方程的拟合系数R2= 0.9999㊂6071第11期李㊀赢,等:稻壳基活性炭对亚甲基蓝吸附平衡与动力学研究图2㊀亚甲基蓝标准曲线Fig.2㊀The standard curve of methylene blue2.3㊀吸附时间对活性炭吸附效果的影响吸附剂对吸附质的吸附行为需要一定时间才能达到吸附平衡,所以稻壳基活性炭的吸附模型的建立需要首先考察吸附时间㊂吸附温度为30ħ,亚甲基蓝初始浓度不同时,研究吸附时间(t )对活性炭吸附亚甲基蓝量(W t )的影响㊂从图3的吸附时间对吸附量的影响可以看出对于亚甲基蓝浓度ɤ100mg ㊃L -1时,吸附很快达到平衡;当亚甲基蓝浓度>100mg ㊃L -1时,吸附约360min 后达到吸附平衡,此后吸附量不发生变化,此时稻壳基活性炭对亚甲基蓝的整个吸附过程大致可以分为三个阶段㊂初始阶段在约120min 时间内,此阶段吸附量随着时间的延长而快速增加,此时稻壳基活性炭的比表面积很高,孔容很大,表面有很多吸附空位,并且溶剂中的亚甲基蓝浓度很高,亚甲基蓝分子讯速扩散到活性炭的表面,进而被活性炭吸附;第二阶段为120min ~360min 之间,随着活性炭吸附空穴的填满,以及外部溶剂中亚甲基蓝浓度的降低,吸附量逐渐减少,同时吸附速率也会逐渐降低;第三阶段为360min 以后,此时活性炭几乎达到吸附平衡,外部溶剂中亚甲基蓝的浓度非常低,吸附数值不再变化,继续延长吸附时间,吸附量基本不变[13]㊂图3㊀亚甲基蓝初始浓度和吸附时间对活性炭吸附量的影响Fig.3㊀Effects of original concentration of methylene blue and adsorption timeon the adsorption amount of methylene blue 从图3中也可以发现如果亚甲基蓝初始浓度增加,需要达到吸附平衡所用的时间也需相应延长㊂确定不同初始浓度下最后达到吸附平衡时,活性炭对亚甲基蓝的平衡吸附量,见表1,可发现活性炭吸附亚甲基蓝的效率很高,平衡吸附量最高可达到464.8mg ㊃g -1㊂表1㊀稻壳基活性炭吸附不同亚甲基蓝初始浓度的平衡吸附量Table 1㊀Equilibrium adsorption capacity of different initial concentrationsof methylene blue adsorbed by rice husk based activated carbon初始浓度C (mg ㊃L -1)151030501003005001000平衡吸附量W (mg ㊃g -1)1.04.99.829.549.296.5287.4456.6464.82.4㊀稻壳基活性炭单组分吸附平衡模型研究对于Langmuir 吸附模型,其算式为:1W =1Ws +1K L WsCe(3)其中,W 为平衡吸附量,mg ㊃g -1;Ws 为饱和吸附量,mg ㊃g -1;K L 为吸附平衡常数,L ㊃mg -1;C e 为吸附质平衡浓度,mg ㊃L -1㊂以1/W 对1/C e 作图[14]得到图4,其线性方程为1/W =-3.854ˑ10-4+0.02032/C ,由于从截距拟合出的值W s 为负数,所以Langmuir 吸附模型不能描述亚甲基蓝的吸附过程㊂对于Freundlich 吸附模型,其经验式为:lg W =lg K F +(1/n )lg C e(4)其中,W 为平衡吸附量,mg ㊃g -1;n 是无单位值;C e 为吸附质平衡浓度,mg ㊃L -1;K F 为吸附平衡常数,其单位随着n 值变化㊂以lg W 对lg C e 作图[14]得到图5,其拟合直线方程为:lg W =lg37.56644+0.7547lg C e ,拟合常数为0.976,n 等于1.325㊂相较于Langmuir 模型,Freundlich 模型能更好的描述稻壳活性炭吸附亚甲基蓝的过程,由于n >1,说明活性炭孔径并不均匀,孔隙之间发生吸附行为所需能量也不尽相同㊂7071化学研究与应用第27卷图4㊀活性炭对亚甲基蓝1/W -1/C e 吸附曲线Fig.4㊀1/W -1/C e curve of activated carbon adsorption of methyleneblue图5㊀活性炭对亚甲基蓝lg W -lg C e 吸附曲线Fig.5㊀lg W -lg C e curve of activatedcarbon adsorption of methylene blue 2.5㊀稻壳基活性炭单组分吸附动力学研究吸附剂对吸附质的吸附过程时刻处于一种动态平衡状态,属于非稳定态㊂吸附速率对吸附行为的研究非常重要㊂吸附速率是指在一定时间内,吸附剂与吸附质接触过程中,单位时间内吸附吸附质的量㊂而吸附速率的获得需要建立吸附动力学模型,所以本部分将探讨活性炭吸附动力学模型进而研究吸附速率的变化,以便达到预测实验结果并控制吸附过程㊂吸附动力学模型的准一级动力学方程[15]为:ln(W -W t )=ln W e -K 1t(5)其中,t 为吸附时间,min;W t 为t 时间下活性炭对亚甲基蓝的吸附量,mg ㊃g -1;W 为平衡吸附量,mg ㊃g -1;W e 为拟合出的平衡吸附量,mg ㊃g -1;K 1为准一级吸附速率常数,min -1㊂以ln(W -W t )为纵坐标,t 为横坐标作图,验证是否符合准一级动力学方程㊂吸附动力学模型的准二级动力学方程[15]为:t W t =1K 2W 2e +t W e(6)其中,t 为吸附时间,min;W t 为t 时间下活性炭对亚甲基蓝的吸附量,mg ㊃g -1;W e 为拟合出的平衡吸附量,mg ㊃g -1;K 2为准二级吸附速率常数,g /mg㊃min㊂以t /W t 为纵坐标,t 为横坐标作图,验证是否符合准二级动力学方程㊂图6㊀不同亚甲基蓝初始浓度下的ln (W-W t )–t 图Fig.6㊀ln (W-W t )–t curve of different initialconcentration of methyleneblue图7㊀不同亚甲基蓝初始浓度下的t /W t –t 图Fig.7㊀t /W t –t curve of different initialconcentration of methylene blue图6和图7进行线性拟合后其相关拟合数据见表2,通过对比拟合平衡浓度(W e )与实验中获得的平衡浓度值(W ),以及线性相关系数(R 2),可以看出稻壳基活性炭对亚甲基蓝的吸附行为更符合准二级吸附动力模型㊂吸附速率常数随着亚甲基蓝初始浓度的升高而逐渐降低,这是因为初始浓度越高,对于活性炭上的吸附位点竞争越激烈,致使吸附速率常数降低,则达到平衡所需的时间相应延长[16,17]㊂8071第11期李㊀赢,等:稻壳基活性炭对亚甲基蓝吸附平衡与动力学研究表2㊀不同亚甲基蓝浓度的准一级动力学模型与准二级动力学模型各种拟合值对比Table2㊀Comparison of different fitted values between the pseudo-first and pseudo-secondorder adsorption kinetic models at different initial methylene blue concentration初始浓度(mg㊃L-1)W(mg㊃L-1)准一级K1(min-1)W e(mg㊃g-1)R2准二级K2(g/mg㊃min)W e(mg㊃g-1)R25049.20.028518.60.8263.48ˑ10-350.10.999 10095.50.015780.90.9154.03ˑ10-499.90.999 300291.40.0125326.40.8409.12ˑ10-5294.10.988 500459.10.0116436.30.9913.22ˑ10-5492.00.986 2.6㊀动力学模型的验证表3㊀不同浓度亚甲基蓝在不同时刻吸附量的预测值和实验值对比Table3㊀Comparison of different adsorption values between the predictionand experimentation at different initial methylene blue concentration初始浓度(mg㊃L-1)不同时刻的吸附量预测值W p(mg㊃g-1)W75W130W200不同时刻的吸附量实验值W t(mg㊃g-1)W75W130W200标准偏差σ5046.547.948.745.248.550.11.2 10075.185.190.173.982.188.52.1 300193.6226.3246.2179.9218.8246.19.1 500269.6333.9376.8257.7336.0383.27.9㊀㊀表3中标准偏差的计算公式为[7]:σ=1nðn t=1W p-W t2(7)㊀㊀其中,σ为标准偏差;n为实验值的个数;W p 为不同时刻的吸附量预测值,mg㊃g-1;W t为不同时刻的吸附量实验测量值,mg㊃g-1㊂从表3的数据可以发现准二级动力学模型能很好的预测实验数据,而且当亚甲基蓝初始浓度在50mg㊃L-1和100mg㊃L-1时,实验测量值和预测值之间的标准偏差很小,证明在此浓度下准二级动力学模型拟合的非常准确㊂3㊀结㊀论采用磷酸活化法制得了比表面积和孔容分别为1790m2㊃g-1和1.98mL㊃g-1的稻壳基活性炭,其对亚甲基蓝吸附量可以达到464.8mg㊃g-1㊂通过考察不同初始浓度亚甲基蓝的平衡吸附量,确定其吸附平衡模型符合Freundlich模型;通过考察不同时刻稻壳基活性炭对亚甲基蓝的吸附量,确定吸附过程符合准二级吸附动力学模型,得到不同初始浓度下的吸附平衡常数,并通过实验验证,发现模型预测值与实际测量值的误差不大㊂参考文献:[1]郁丹,阮文权,邹华,等.厌氧生物法处理苯酚废水[J].食品与生物技术学报,2007,26(5):84-87. 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[14]近藤精一,石川达雄,安部郁夫,等.吸附科学[M].北京:化学工业出版社,2006.[15]傅献彩,沈文霞,姚天扬,等.物理化学[M].北京:高等教育出版社,2006.[16]Alhamed Y A.Adsorption kinetics and performance of packed bed adsorber for phenol removal using activated carbon from dates'stones[J].J Hazar Mater,2009,170: 763-770.[17]贾海红,周洪英,王学松,等.生物吸附剂壳聚糖对刚过红的吸附[J].食品与生物技术学报,2013,32(6): 651-655.(责任编辑㊀李㊀方)0171稻壳基活性炭对亚甲基蓝吸附平衡与动力学研究作者:李赢, 车友新, 靳璇, 李由然, 倪才华, 石刚, LI Ying, CHE You-xin, JIN Xuan, LI You-ran, NI Cai-hua, SHI Gang作者单位:李赢,LI Ying(江南大学化学与材料工程学院,江苏 无锡 214122; 江南大学粮食发酵工艺与技术国家工程实验室,江苏 无锡 214122), 车友新,靳璇,倪才华,石刚,CHE You-xin,JIN Xuan,NI Cai-hua,SHI Gang(江南大学化学与材料工程学院,江苏 无锡,214122), 李由然,LI You-ran(江南大学粮食发酵工艺与技术国家工程实验室,江苏 无锡,214122)刊名:化学研究与应用英文刊名:Chemical Research and Application年,卷(期):2015(11)1.郁丹,阮文权,邹华,严群厌氧生物法处理苯酚废水[期刊论文]-食品与生物技术学报 2007(05)2.冯云晓,李青彬,腊明花生壳活性炭的制备及其对亚甲基蓝吸附效果研究[期刊论文]-化学研究与应用2014(07)3.王亮,郝明明高品质杏核壳活性炭制备工艺[期刊论文]-食品与生物技术学报 2010(02)4.Alexandro M M V, André L C C, Juliana C G M, et al. Preparation and characterization of activated carbon from a new raw lignocellulosic material:Flamboyant(Delo-nix regia)pods[J]. J Environ Manage,2011,92:178-184. 20115.Muthanna J A,Samar K T. Physical and chemical charac-teristics of activated carbon prepared by pyrolysis of chemi-cally treated date stones and its ability to adsorb organics [J]. Powder Tech,2012,229:237-245. 20126.Araceli R,Juan G,Gabriel O,et al. Adsorption of anionic and cationic dyes on activated carbon from aqueous solu-tions:Equilibrium and kinetics[J]. J Hazar Mater,2009, 172:1311-1320. 20097.Hameed B H,Din A T M,Ahmad A L. Adsorption of meth-ylene blue onto bamboo-based activated carbon:Kinetics and equilibrium studies [J]. J Hazar Mater,2007,141:819-825. 20078.陈正行,王韧,王莉,黄星,罗小虎,陈中伟稻米及其副产品深加工技术研究进展[期刊论文]-食品与生物技术学报 2012(04)9.Li Y,Ding X,Guo Y,et al. A simple and highly effective process for the preparation of activated carbons with high surface area[J]. 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稻壳合成纳米多孔生物炭用于吸附亚甲基蓝
闫改萌;华先瑞;王若茵;党丹;王天贵
【期刊名称】《化学工程师》
【年(卷),期】2023(37)1
【摘要】采用KOH和KOH-NaOH作为活化剂,稻壳为原料,制备出活性生物炭,对亚甲基蓝的吸附表现出优异的性能。
研究了单独用KOH活化和KOH-NaOH联合活化时,碱炭比、活化温度和活化时间的影响。
结果表明,当KOH和生物炭的质量比为1∶1,活化温度为900℃,活化时间为1h时,活化后的生物炭的吸附能力为314.571mg·g^(-1)。
但采用KOH-NaOH联合活化(稻壳∶KOH∶NaOH的质量比为1∶0.3∶0.7),活化温度为800℃,活化时间为1h,在相同的吸附条件下,活化生物炭的吸附容量为350.287m g·g^(-1)。
采用扫描电子显微镜、比表面积分析仪和红外光谱仪来表征两种类型的活性生物炭。
结果表明,它们的化学成分相似,都具有丰富的孔隙结构,但通过KOH-NaOH联合活化制备的稻壳炭主要是微孔,孔径分布更均匀,这被认为是高吸附能力的主要原因。
【总页数】6页(P40-45)
【作者】闫改萌;华先瑞;王若茵;党丹;王天贵
【作者单位】河南工业大学化学化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】X592
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亚甲基蓝吸附实验方案亚甲基蓝是一种常用的染料,常用于化学实验和医学诊断。
亚甲基蓝可以通过吸附作用来去除水体中的有机物和重金属离子等污染物。
以下是一种亚甲基蓝吸附实验的详细方案。
实验目的:通过研究亚甲基蓝的吸附特性,了解亚甲基蓝对不同溶液中有机物和重金属离子的吸附行为,以及吸附速率和吸附容量。
实验器材和试剂:1. 亚甲基蓝溶液:浓度为100mg/L的亚甲基蓝溶液。
2.不同浓度的污染溶液:可以使用甲醛、苯酚、重金属离子等不同浓度的溶液。
3.试管:用于制备和混合溶液。
4.滤纸:用于分离吸附后的亚甲基蓝和污染物。
5.色谱仪:用于测量吸附后的亚甲基蓝的浓度。
实验步骤:1. 准备亚甲基蓝溶液:将定量的亚甲基蓝粉末称取,溶解在适量的蒸馏水中,摇匀得到100mg/L的亚甲基蓝溶液。
2.准备污染溶液:可以使用不同浓度的甲醛、苯酚或重金属溶液,按照一定比例稀释,得到不同浓度的污染溶液。
3.分别取一定体积的亚甲基蓝溶液和污染溶液,放入不同的试管中,混合均匀。
4.将试管置于恒温水浴中,保持一定温度,进行一定时间的吸附反应。
5.反应结束后,用滤纸过滤掉试管中的溶液,收集滤液。
6.使用色谱仪测量滤液中亚甲基蓝的吸光度或浓度。
根据吸光度和浓度的关系,可以计算出吸附容量。
7.重复以上步骤,得到不同浓度的亚甲基蓝溶液和不同浓度的污染溶液的吸附结果,并绘制吸附等温线和吸附动力学曲线。
实验注意事项:1.实验过程中要注意安全,避免接触到亚甲基蓝和污染溶液。
2.实验过程中要严格控制温度和反应时间,以保证得到可靠的实验结果。
3.在滤液过程中,要保持滤液的纯净性,避免其他杂质的干扰。
4.在使用色谱仪测量吸光度或浓度时,要校正仪器,确保测量结果的准确性。
实验结果与讨论:通过实验我们可以得到不同浓度的亚甲基蓝吸附不同浓度污染溶液时的吸附量和吸附速率。
根据实验结果,我们可以绘制吸附等温线和吸附动力学曲线,了解亚甲基蓝吸附的特性。
同时,我们还可以通过实验结果和分析,探讨亚甲基蓝吸附的机制、影响因素等问题,并提出进一步的研究方向和改进方法。
2012年8月农机化研究第8期N aO H改性稻秆对亚甲基蓝染料吸附性能的研究潘云霞1,刘澜2,郑怀礼2(1.西南大学工程技术学院,重庆400715;2.重庆大学三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆400045)摘要:为解决农村稻秆的资源化利用问题,将稻秆用N a O H改性做吸附剂处理亚甲基蓝染料废水;考察pH 值、吸附剂投加量、染料浓度和温度对染料吸附性能的影响;分析改性稻秆对亚甲基蓝染料的吸附动力学过程。
研究结果表明,亚甲基蓝浓度为150m g/L,pH值为12、吸附剂投加量为49/L时,改性稻秆对亚甲基蓝染料有很好的去除效果,染料的吸附率达到98.1%;改性稻秆对亚甲基蓝染料的吸附符合Fr et m dl i eh等温模型,最大吸附量为52.910m g/g,升高温度能够增加吸附剂对亚甲基蓝染料的吸附效果;改性稻秆吸附亚甲基蓝是一个快速吸附过程,符合伪二级吸附动力学方程。
关键词:稻秆;N aO H改性;亚甲基蓝染料;吸附;动力学;热力学中图分类号:X712文献标识码t A文章编号:1008—188X(2012)∞—0200—040引言我国有丰富的秸秆资源,年产量可达7亿t多。
近年来,随着我国农村牛活能源结构的变化和集约化生产的发展,秸秆逐步变成了一种无用的负担物,就地焚烧现象日趋严重¨。
2J。
利用N aO H溶液对秸秆进行改性,将改性后的秸秆用作吸附剂来处理染料废水,既可以消除染料废水对生态环境和人类健康带来的危害,又可以获得廉价与高效的吸附剂p‘1。
通过这种以“废”治“废”的方式,不仅解决了目前日益严重的环境污染问题,还解决了农民的就业和增收问题垆“o,同时也为剩余秸秆找到了资源化利用的途径,对发展农村循环经济无疑具有重要的作用。
因此,本文利用N aO H溶液对稻秆进行改性,研究改性稻秆对亚甲基蓝染料的吸附效果,并对改性稻秆去除亚甲基蓝染料的吸附动力学进行研究,建立吸附动力学模型,为改性稻秆在实际染料废水处理中的应用提供理论基础。
1实验材料和方法1.1实验材料稻秆在进行改性处理前用自来水浸泡洗涤,以去除土壤和杂质;然后,将晾干的稻秆切断至5一l O em,用1.0%的氢氧化钠溶液浸泡24h后取出,用自来水收稿日期:2011—1I—08基金项目:西南大学博十基金项目(SW U B2008065);中央高校基本科研业务费专项资金项目(X D j K2009C003)作者简介:潘云霞(1973-),女,重庆人,博士,(E-m ai l)panyunxi al@ 163.oD m。
清洗至中性;最后,在80。
C烘箱干燥至恒重,将其粉碎,过40目筛,进行吸附实验。
亚甲蓝染料(M B,M et hyl ene bl ue)的化学结构如图1所示。
亚甲蓝染料分子量为373.88,特征吸收波长A=67011m。
配制500m g/L亚甲蓝染料贮备液,使用时按比例稀释成所需的相应浓度。
在其特征吸收波长A=670nm下,采用紫外一可见分光光度计测其吸光度,做浓度一吸光度标准曲线,如图2所示。
C I b.c《I.81.5载:氅o.60.3皿众,cl h$H20N、C玛图1亚甲蓝的化学结构示意图Fi g.1C hem i cal st ru eh L r e of M et hyl ene bl ue46810亚甲基蓝/m s L-。
亚甲基蓝的标准曲线F i g2Sta nda rd cum硝M et hyl ene bl u e1.2实验方法配制一定浓度的亚甲基蓝染料溶液,采用0.1m oL/L N aO H和0.1m oL/L H2SO。
调节染料溶液的pH值,加入一定量的粉碎稻秆,在一定温度下以120 r/m i n振荡,取出静置一段时间后,进行离心分离,取20022图O上清液,用紫外一可见分光光度计测定吸附后的亚甲基蓝溶液浓度。
稻秆对亚甲蓝染料的吸附量计算为q :堕型(1)2——Ll J 式中g 一每克碱化改性稻秆对亚甲蓝染料的吸附量(m g);G 一亚甲蓝染料的初始浓度(m g /L);C 。
—£时刻亚甲蓝染料的浓度(m ∥L);卜一亚甲基蓝溶液的体积(L );m 一碱化改性稻秆的质量(g)。
2结果与分析2.1pH 值对吸附效果的影响在浓度为l O O m g /L 的亚甲基蓝染料溶液中,分别加入29/L 未处理稻秆和碱化改性稻秆,吸附20h后,考察两种稻秆在不同pH 值时对亚甲基蓝染料的吸附效果,结果如图3所示。
246810i I12投加量/g L1图3初始pH 值对碱化改性稻秆吸附亚甲基蓝的影响Fi g .3Effe c t of i ni t i al pH on a d s orpt i o n of M et hyl ene blue由图3可以看出,当pH 值小于4时,稻秆对亚甲基蓝染料的吸附率不高;但当pH 值大于4时,随着pH 值升高,丽种稻秆对亚甲基蓝染料的吸附率增高;在pH 值为12时,达到最高值,碱化改性稻秆对亚甲基蓝染料的吸附率(98.2%)要高于未处理稻秆(97.9%)。
这是由于在pH 值小于4时,染料溶液中H +的浓度很高,稻秆中纤维素、半纤维素及木质素的有效功能集团被H +所包围,阻碍了稻秆对亚甲基蓝染料的吸附;而在pH 值大于4的条件下,溶液中H +的浓度下降。
稻秆表面质子化程度降低,使得纤维素、半纤维素及木质素的有效功能集团对亚甲基蓝染料的吸附效果提高。
因此,pH 值升高有利于吸附效果的提高。
同时,碱化改性后的稻秆变得膨胀与疏松,孔隙率增加,传质能力增强,也使其对染料的吸附率提高。
2.2吸附剂投加量对吸附效果的影响在亚甲基蓝浓度为l O O m g /L 与pH 为12的溶液中,分别投入不同剂量的稻秆吸附剂,考察吸附剂投加量对亚甲基蓝吸附率的影响,结果见图4所示。
由图4可知,染料吸附率随吸附剂量的增加而增加;在吸附剂投加量2一109/L 范围内,碱化改性稻秆吸附率高于原始稻秆;原始稻秆吸附剂最佳投加量为69/L ,碱化改性稻秆吸附剂最佳投加量为49/L 。
98979695图4吸附剂投加最对亚甲基蓝吸附效果的影响Fi g .4E f fec t of s or bem dosageona d s orpt i o n of M et hyl en e bl u e2.3亚甲基蓝初始浓度对吸附效果的影响改性稻秆对不同浓度亚甲基蓝溶液的吸附效果见图5所示。
由图5可以看出,随着亚甲基蓝染料溶液初始浓度的增加,稻秆对其吸附率都在逐渐增大。
亚甲基蓝溶液初始浓度由l O m g /L 增加到50m g /L时,碱化改性稻秆的染料吸附率明显高于未改性稻秆;但当染料浓度超过50m g /L 后,两种染料的吸附率相差不多,都在150m g /L 时达到最大值,改性稻秆的吸附率为98.I %,原始稻秆为97.9%。
这表明,染料浓度小于50m g /L 时,吸附还没有达到平衡,随着亚甲基蓝染料初始浓度的增大,吸附进行的驱动力相应增大,改性稻秆由于疏松的结构,使其吸附率高于原始稻秆;但当染料浓度大于50m g /L 时,亚甲基蓝染料到达稻秆表面的时间缩短,吸附快速达到平衡,使得两种吸附剂对染料的吸附率接近。
替轰馨篓聪l U ZU M l lUI 】l b U染料浓『莛//rag 1.。
图5初始浓度对稻秆吸附哑甲基蓝的影响Fi g ,5E f fec t of dyec o nce nt r a t i o no na ds or pti on of M et hyl en e bl u e2.4温度对吸附效果的影响35℃条件下,原始稻秆与改性稻秆对亚甲基蓝染料的Langm ui r 和Fr eundl i ch 吸附等温线见图6、图7201∞∞∞∞∞和表1所示。
一≥图6亚甲基蓝的La ngm ui r吸附等温线Fi g.6L angm ui r a d s o r pti o n i sot h e rm of M et hyl ene bl u e一3罗-.7:然秆/p,么。
1.0-0.500.51.0I.5l r i ce图7亚甲基蓝的Fr eundl i c h吸附等温线睡.7Fr eundl ieh a d s orpt i o n i sot h e rm of M et hyl ene bl u e表1l a ngm ui r和Fr e undl i ch方程拟合参数Tab.1Thepa ra m e t e r s of L angm ui re q ua t i o nand Fr eundl ieh eq uat i o n由图6、图7和表l可以看出.I_angm ui r和Fr e un-dl i ch吸附等温线的线性相关性较好,两种模型都能很好地描述改性稻秆对亚甲基蓝染料的吸附,它们的线性相关系数帮均大于0.9,但Fr eundl i ch等温模型线性相关系数更接近于1,说明Fr eundl i ch等温模式能够更好地对改性稻杆吸附亚甲基蓝染料进行描述,水稻秸秆对亚甲基蓝染料的吸附介于单层或多层吸附之间。
表1显示,35℃时,改性稻秆对亚甲基蓝染料的最大吸附量Q。
为52.910m g/g,较原始稻秆(15.625m g/g)提高了3倍多;同时随着温度由25℃提高到45℃,单位吸附剂对亚甲基蓝染料的吸附量也相应增高。
这说明,稻秆吸附亚甲基蓝的反应为吸热反应,升高温度能够增加吸附剂对亚甲基蓝染料的吸附引力,提高吸附效果。
2.5振荡时间对吸附效果的影响图8是碱化改性稻秆对亚甲基蓝染料吸附率随时间的变化曲线。
由图8可以看出。
对于3种不同浓度的亚甲基蓝溶液,随振荡时间的增加,吸附率逐渐增加。
1—3h内,吸附率快速增长,浓度越低,增长越快;3—6h内,吸附率增长速度随振荡时间减慢;当振荡时间超过6h后,吸附率几乎保持不变。
这说明,亚甲基蓝溶液浓度对吸附平衡的快慢有明显影响。
为了分析改性稻秆对亚甲基蓝染料的吸附速率情况,分别采用伪一级动力学方程和伪二级动力学方程对改性稻秆吸附亚甲基蓝染料的过程进行拟合,结果见表2所示。
由表2可以看出,伪一级动力学方程相关系数都大于0.96,而伪二级动力学方程相关系数都大于O.99。
这说明,伪二级动力学方程可以很好地描述碱化改性稻秆吸附亚甲基蓝染料的整个吸附过程,而伪一级动力学方程数据拟合相关性稍差一些。
因此,改性稻杆吸附亚甲基蓝是一个快速吸附过程,吸附速率主要受液膜扩散控制。
-20210095858023456720吸附时间/I I图8振荡时问对亚甲基蓝吸附效果的影响Fi g.8Effe c t of os ci l l a t i on t i m e m I a ds or pti on of M et hyl ene bl u e表2动力学拟合方程Tab.2T he pa ra m e t e r s of ki net i c s e q ua t i o n3结论1)在亚甲基蓝溶液浓度为150m s/L、pH值为12、吸附剂投加量为4s/L时,改性稻秆对亚甲基蓝染料有很好的去除效果,染料的吸附率达到98.1%。