農(nóng)作物秸稈基生物質(zhì)炭的制備及其吸附性能研究

趙越

[中圖分類號(hào)] X703 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B [文章編號(hào)] 1003-1650 （2014）11-0163-01

我國(guó)早期對(duì)污染防治并不重視，直到上世紀(jì)七八十年代才開始進(jìn)行污水處理的相關(guān)事業(yè)，這使得我國(guó)污水處理事業(yè)具有起步晚、發(fā)展快的特點(diǎn)。在改革開放后的三十余年中，我國(guó)的污水處理事業(yè)有了長(zhǎng)足進(jìn)步。雖然如此，我國(guó)污水處理事業(yè)的發(fā)展還是難以平衡人口高速發(fā)展和快速的工業(yè)化以及城鎮(zhèn)化帶來的巨大壓力，總體上來講，我國(guó)的污水發(fā)展還處在初級(jí)階段，仍有很多制約因素妨礙其發(fā)展[1-3]。亞甲基藍(lán)（Methylene blue）作為一種陽離子染料，是典型的水溶性印染劑，在眾多行業(yè)有廣泛使用[4，5]。

處理亞甲基藍(lán)印染廢水的方法一般采用吸附法，但因?yàn)槲絼┑某杀就^于昂貴，無法滿足大規(guī)模應(yīng)用所需的條件。而我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，每年有大量的農(nóng)作物秸稈資源可以利用。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年的秸稈資源量可以達(dá)到近9億噸[6]，然而，如此龐大的秸稈資源并沒有得到很好地利用。綜合利用龐大的秸稈資源，已經(jīng)成為我國(guó)建設(shè)新型農(nóng)業(yè)計(jì)劃不可或缺的一部分，秸稈可以作為造紙以及很多工業(yè)產(chǎn)品的原料，考慮到農(nóng)作物秸稈的主要成分是纖維素，農(nóng)作物秸稈經(jīng)過處理后，可以成為優(yōu)良的吸附劑[7]。

一、材料與方法

1.材料及試劑

向日葵秸稈（取自甘肅省榆中縣附近農(nóng)田）

無水乙醇（分析純，（CH3CH2OH）/ %≥ 99.7）

氫氧化鉀（KOH 含量不少于 82%）

亞甲基藍(lán)（分析純，含量： 99 % 以上）

濃鹽酸（工業(yè)優(yōu)等品，HCl ≈ 37 %）

氫氧化鈉（分析純，含量 96 % 以上）

2.生物質(zhì)炭吸附劑的制備

生物質(zhì)炭吸附劑的制備一般采用中低溫限氧熔融炭化法[8]。取適量60目以上及60目以下生物質(zhì)炭，放入編號(hào)陶瓷坩堝中壓實(shí)，加蓋，然后放入SX3 陶瓷纖維節(jié)能高溫箱式電阻爐，設(shè)定好溫度300℃，時(shí)間2小時(shí)，升溫速率10 ℃/ min，開始炭化（炭化時(shí)觀察到電阻爐升溫速率并不穩(wěn)定，而且穩(wěn)定溫度在298 ℃- 305℃ 之間浮動(dòng)，考慮到該設(shè)備的精密程度和實(shí)驗(yàn)的實(shí)際需要，符合實(shí)驗(yàn)要求）。炭化完畢后，關(guān)閉電阻爐的電源，打開爐門，使其冷卻至室溫。待冷卻完畢之后，取出已編號(hào)坩堝，按已記錄編號(hào)分為60目以上60目以下，開蓋，刮去生物質(zhì)炭頂部灰分，分別裝瓶，干燥避光常溫下儲(chǔ)放備用。

3.亞甲基藍(lán)最大吸收波長(zhǎng)的確定

測(cè)定方法采用控制變量法，令亞甲基藍(lán)濃度不變，設(shè)定波長(zhǎng)為未知量，測(cè)試其在T6 新世紀(jì)紫外可見分光光度計(jì)最大吸光度在何處出現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)前，稱量1g 亞甲基藍(lán)藥品，放入1L 容量瓶中配置成1000 mg /L 的標(biāo)準(zhǔn)溶液。然后分別在已編號(hào)的三個(gè)100 ml容量瓶中加入4 ml、2 ml、1 ml已配制標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別稀釋成40 mg /L、20 ml /L、10 mg /L亞甲基藍(lán)溶液。然后分別用稀釋管稀釋10 倍放入T6新世紀(jì)紫外可見分光光度計(jì)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下圖：

由圖1 可知，在不同濃度亞甲基藍(lán)溶液中，其最大吸收波長(zhǎng)均出現(xiàn)在662 nm 處，因此，后續(xù)試驗(yàn)應(yīng)選擇662 nm 處進(jìn)行吸光度的測(cè)定。

4.亞甲基藍(lán)吸光度標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別取已配制1000 mg /L 標(biāo)準(zhǔn)溶液1 ml、2 ml、3 ml、4 ml、5 ml 放入已編號(hào)100 ml 容量瓶，分別稀釋成10 ml /L、20 ml /L、30 ml /L、40 ml /L、50 ml /L溶液，然后分別用稀釋管稀釋10倍測(cè)量吸光度，然后分別取 2 ml 10 ml /L、20 ml /L、40 ml /L溶液放入已編號(hào)100 ml容量瓶，稀釋50倍成為0.2 ml /L、0.4 ml /L、0.8 ml /L亞甲基藍(lán)溶液測(cè)量吸光度。

二、結(jié)論

經(jīng)活化向日葵秸稈生物質(zhì)炭的吸附量約為280 mg /L（60目以上）和550 mg /L（60目以下），實(shí)驗(yàn)最佳條件基本確定為吸附劑質(zhì)量為25 mg；吸附時(shí)間90 min；亞甲基藍(lán)濃度800 mg /L；PH= 10。