銀杏葉生物炭對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附特性*

張鵬會(huì) 李艷春 胡浩斌 趙建國(guó) 王九思

(1.隴東學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,甘肅 慶陽(yáng) 745000；2.蘭州交通大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

銀杏葉生物炭對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附特性*

張鵬會(huì)1李艷春1胡浩斌1趙建國(guó)1王九思2

(1.隴東學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,甘肅 慶陽(yáng) 745000；2.蘭州交通大學(xué)化學(xué)與生物工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070)

以銀杏葉為原料，在700 ℃下熱解制備銀杏葉生物炭(GBBC)，研究其對(duì)溶液中亞甲基藍(lán)(MB)的吸附?？疾炝藀H、吸附時(shí)間、GBBC投加量等對(duì)吸附結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：GBBC是一種很好的吸附劑，適用的pH范圍寬(2～12)，達(dá)到吸附平衡時(shí)間短(30 min)；在初始MB質(zhì)量濃度為50 mg/L、GBBC投加量為2.0 g/L時(shí)，對(duì)溶液中MB的去除率達(dá)99.2%。吸附過(guò)程符合準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型(R2=0.982 9)，顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型擬合結(jié)果進(jìn)一步表明GBBC對(duì)MB的吸附受表面吸附和顆粒內(nèi)擴(kuò)散共同主導(dǎo)。等溫吸附模型擬合發(fā)現(xiàn)，Langmuir-Freundlich模型能很好地描述GBBC對(duì)MB的吸附行為(R2=0.989 1)。可見(jiàn)，GBBC是一種去除廢水中MB的高效吸附劑。

銀杏葉 生物炭 亞甲基藍(lán) 吸附

染料被廣泛應(yīng)用于紡織、皮革、造紙、化妝品及印染工業(yè)中[1]，這些行業(yè)所產(chǎn)生的染料廢水量大、色度深、毒性大，且難以生物降解，對(duì)環(huán)境和人體健康所造成的影響也日趨嚴(yán)重，所以在排放之前必須做相應(yīng)的處理。吸附法、絮凝法、高級(jí)氧化法和膜分離法等常用來(lái)處理這類廢水，其中吸附法易操作控制、成本低，耗能少，是一種有效的染料廢水處理技術(shù)[2-3]。吸附劑是決定高效能吸附處理過(guò)程的關(guān)鍵，因此選擇合適的吸附劑尤為重要。目前，活性炭、吸附樹脂、沸石、改性淀粉、改性木質(zhì)素、改性殼聚糖以及生物炭等都有作為吸附劑被用于處理廢水[4]。生物炭具有原料來(lái)源廣、成本低、環(huán)保、制備簡(jiǎn)單、芳香性高、微孔多、表面積大、顆粒表面帶有大量官能團(tuán)且穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)[5-7]，引起了國(guó)內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。

生物炭是利用動(dòng)植物的廢棄物在限氧或者絕氧條件下熱解產(chǎn)生的一種多孔、含碳豐富的固體物質(zhì)。目前，生物炭去除廢水中的染料研究較多。如XU等[8]用油菜秸稈、花生殼、大豆秸稈和稻殼分別制備的生物炭能有效去除廢水中的甲基紫，其吸附能力依次為油菜秸稈>花生殼>大豆秸稈>稻殼。MUI等[9]利用竹子制備生物炭，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：900 ℃保溫2 h時(shí)，所制備的生物炭的比表面積和總孔體積分別為327 m2/g和0.185 cm3/g，對(duì)亞甲基藍(lán)(MB)有很強(qiáng)的吸附能力。玉米秸稈、稻殼和稻草秸稈制成的生物炭對(duì)活性艷藍(lán)(KN-R)的最大吸附量分別為114.05、54.60、68.19 mg/g[10]。

迄今，鮮見(jiàn)有人研究銀杏葉(Ginkgobiloba)制備的生物炭對(duì)染料的吸附。本研究以銀杏葉為原料制備銀杏葉生物炭(GBBC)，研究其對(duì)模擬廢水中MB的吸附特性及影響因素，探索其作用機(jī)理，以期能為建立有效的染料廢水處理方法提供理論和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

主要材料：銀杏葉取自校園，實(shí)驗(yàn)前清洗、烘干、粉碎后備用；MB、NaOH、HNO3等試劑均為分析純；活性炭為市售。

主要儀器：FTIR-8400S型傅立葉紅外光譜儀(FT-IR)；XL-1型馬弗爐；SPECORD50型紫外—可見(jiàn)分光光度計(jì)；THZ-82型恒溫振蕩器；GF101型電熱鼓風(fēng)干燥箱；BSA124S型電子分析天平；PB-10型pH計(jì)；H1850型離心機(jī)；JW-BK112型靜態(tài)氮吸附儀。

1.2 生物炭的制備

將已清洗、烘干、粉碎后的銀杏葉裝填入陶瓷坩堝中，輕微壓實(shí)，蓋上蓋子置于馬弗爐中700 ℃保溫2 h，自然冷卻至室溫后取出，即獲得GBBC。用同樣的方法制備核桃殼生物炭、杏殼生物炭、松塔生物炭、玉米芯生物炭和小麥秸稈生物炭，用以與GBBC比較吸附性能。

1.3 GBBC性質(zhì)測(cè)定及表征

生物炭pH按文獻(xiàn)[11]報(bào)道的方法測(cè)定：準(zhǔn)確稱取1.00 g GBBC，加入5.0 mL去離子水，攪拌、靜置后，將pH計(jì)電極插入待測(cè)液中，直至pH計(jì)讀數(shù)穩(wěn)定后記錄pH數(shù)據(jù)，樣品重復(fù)測(cè)定3次取平均值。

用Beohm滴定法[12]測(cè)定生物炭表面含氧官能團(tuán)。

利用FT-IR測(cè)定銀杏葉和吸附MB前后的GBBC的FT-IR譜圖，可測(cè)波數(shù)為400～4 000 cm-1。

利用靜態(tài)氮吸附儀測(cè)定比表面積。

1.4 主要吸附實(shí)驗(yàn)

pH的影響實(shí)驗(yàn)：稱取0.05 g GBBC于100 mL錐形瓶中，加入15 mg/L的MB溶液50 mL。用稀HNO3和NaOH調(diào)節(jié)pH，室溫下以100 r/min振蕩2 h，放置1 h后，取上清液于5 000 r/min離心分離，取上清液，采用分光光度法在660 nm波長(zhǎng)處測(cè)定溶液中的MB的濃度。其他影響因素的實(shí)驗(yàn)條件除另有說(shuō)明外與此相同，pH不調(diào)。

GBBC對(duì)MB的t時(shí)刻吸附量(Qt，mg/g)和去除率(η，%)計(jì)算如下：

(1)

(2)

式中：c0和ct分別為MB的初始和t時(shí)刻質(zhì)量濃度，mg/L；t為吸附時(shí)間，min；V為溶液體積，L；W為生物炭質(zhì)量，g。

GBBC吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)：取15 mg/L MB溶液50 mL于100 mL錐形瓶中，加入0.05 g GBBC，不調(diào)節(jié)pH，室溫下振蕩一定時(shí)間后取出，靜置、離心分離后測(cè)定溶液中MB的濃度。

GBBC等溫吸附實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)確稱取0.05 g GBBC于100 mL錐形瓶中，共12份，分別加入質(zhì)量濃度分別為10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、150、200 mg/L的MB 50 mL。其余步驟同GBBC吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 GBBC的性質(zhì)

生物炭表面官能團(tuán)的類別和數(shù)量決定其化學(xué)特性，最常見(jiàn)的表面官能團(tuán)是含氧官能團(tuán)。GBBC的pH、含氧官能團(tuán)含量和比表面積如表1所示。

2.2 pH的影響

由圖1可以看出，pH對(duì)GBBC吸附MB的影響并不突出。pH為2～12時(shí)，MB去除率都在95%以上。MB在溶液中以陽(yáng)離子形式存在，隨著pH升高，生物炭表面的負(fù)電荷數(shù)量增多，其去除率應(yīng)該隨pH升高而增加，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果并非如此。這表明MB不是以靜電吸附機(jī)制被生物炭吸附，而是在GBBC表面發(fā)生了專性吸附[13]。MB進(jìn)入GBBC表面雙電層的緊密層，將其表面部分正電荷轉(zhuǎn)移到GBBC表面，導(dǎo)致其表面負(fù)電荷數(shù)量減少。故隨著pH增加，生物炭的靜電引力不會(huì)增加。pH對(duì)GBBC吸附MB影響很小，有利于GBBC處理pH變化較大的染料廢水。

2.3 吸附動(dòng)力學(xué)

表1 GBBC的主要性質(zhì)

圖1 pH對(duì)GBBC吸附MB的影響Fig.1 Effects of pH on MB adsorption onto GBBC

吸附動(dòng)力學(xué)能很好地描述吸附劑的性能及吸附機(jī)理。分別采用4種動(dòng)力學(xué)模型(準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型、Elovich模型和顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型，分別見(jiàn)式(3)至式(6))[14]對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型與Elovich模型的擬合結(jié)果見(jiàn)圖2和表2。

Qt=Qe(1-e-K1t)

(3)

(4)

Qt=A+Blnt

(5)

Qt=kit1/2+Ci

(6)

式中：Qe為平衡吸附量，mg/g；K1為準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型常數(shù)，min-1；K2為準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型常數(shù)，g/(mg·min)；A為Elovich模型常數(shù)，mg/g；B也為Elovich模型常數(shù)，mg/(g·min)；ki為顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型常數(shù)，mg/(g·min1/2)；Ci為顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型截距，mg/g；i為顆粒內(nèi)擴(kuò)散階段。

由圖2可以看出，GBBC對(duì)MB的吸附呈現(xiàn)出快吸附、快平衡的特點(diǎn)。在吸附的初始階段，吸附量變化很大；吸附30 min時(shí)，吸附量基本達(dá)到最大值。隨著吸附時(shí)間的增加，吸附量變化很小，趨于穩(wěn)定，表明吸附30 min已經(jīng)達(dá)到平衡。通過(guò)比較準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和Elovich模型的擬合結(jié)果(見(jiàn)表2)發(fā)現(xiàn)，準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型能更好地描述GBBC對(duì)MB的吸附過(guò)程(R2=0.982 9)，且計(jì)算和實(shí)驗(yàn)的平衡吸附量非常接近，這表明GBBC對(duì)MB的吸附過(guò)程可能受多種吸附機(jī)理(離子交換、螯合作用及物理吸附等)影響[15]。

圖2 GBBC吸附MB的準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和Elovich模型Fig.2 Pseudo-first-order model,pseudo-second-order model and Elovich model for MB adsorption onto GBBC

文獻(xiàn)[16]報(bào)道了固液吸附過(guò)程分為3個(gè)連續(xù)階段：(1)吸附質(zhì)通過(guò)邊界層向吸附劑表面擴(kuò)散；(2)吸附質(zhì)向吸附劑孔內(nèi)擴(kuò)散；(3)吸附質(zhì)在吸附劑孔內(nèi)活性點(diǎn)位上吸附。由于第3個(gè)階段完成的非?？?，吸附質(zhì)會(huì)迅速在活性點(diǎn)位上達(dá)到吸附平衡，因此擴(kuò)散速率取決于前兩個(gè)階段。為確定GBBC對(duì)MB吸附的實(shí)際控制步驟，利用內(nèi)擴(kuò)散模型對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，擬合結(jié)果見(jiàn)圖3和表3。由圖3可以看出，擬合線分為兩個(gè)階段，第1階段為MB從溶液中擴(kuò)散至GBBC表面，第2階段為MB在GBBC內(nèi)部擴(kuò)散。兩階段擬合線均未通過(guò)原點(diǎn)，表明各階段不是GBBC吸附MB過(guò)程的唯一限速步驟，其吸附速率可能受到表面吸附和顆粒內(nèi)擴(kuò)散共同主導(dǎo)[17]。

圖3 GBBC對(duì)MB吸附的顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型Fig.3 Intra-particle model for GB adsorption onto GBBC

表2 GBBC吸附MB的準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型和Elovich模型參數(shù)

表3 GBBC吸附MB的顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型參數(shù)

表4 GBBC吸附MB的等溫吸附模型參數(shù)

由表3可以看出，k1明顯大于k2，表明初始階段吸附速率較快，這與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。第2階段擬合線幾乎呈于水平狀，表明GCCB吸附MB在第2階段是控速步驟，隨著吸附的進(jìn)行，溶液中的MB濃度降低導(dǎo)致k2明顯減小，最終達(dá)到吸附平衡狀態(tài)。

2.4 等溫吸附

Langmuir-Freundlich模型、Langmuir模型、Freundlich模型和Temkin模型的計(jì)算公式依次如式(7)至式(10)所示。

(7)

(8)

(9)

Qe=D+Elnce

(10)

式中：Qm為理論最大吸附量，mg/g；KL為L(zhǎng)angmuir模型常數(shù)，單位視具體情況而定；ce為吸附平衡時(shí)MB質(zhì)量濃度，mg/L；α為L(zhǎng)angmuir-Freundlich模型常數(shù)；n為與吸附強(qiáng)度有關(guān)的經(jīng)驗(yàn)常數(shù)；KF為Freundlich模型常數(shù)，mg1-1/n·L1/n/g；D為Temkin模型常數(shù)，mg/g；E也為Temkin模型常數(shù)，L/g。

4種等溫吸附模型的擬合結(jié)果見(jiàn)圖4和表4。比較這幾種等溫吸附模型的擬合結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，擬合程度表現(xiàn)為L(zhǎng)angmuir-Freundlich模型>Langmuir模型>Temkin模型>Freundlich模型?？梢?jiàn)，Langmuir-Freundlich模型對(duì)GBBC吸附MB的擬合效果最好。Langmuir模型適用于表面均勻、單分子層吸附的吸附劑。Freundlich模型可用于表面不均勻的吸附劑，其適用濃度范圍寬，但不能在濃度范圍外估計(jì)吸附作用。Langmuir-Freundlich模型能較好地互補(bǔ)Langmuir模型和Freundlich模型的優(yōu)缺點(diǎn)[18]。α為1.975，表示體系的吸附力分布并不均勻，以多分子層吸附為主。

圖4 GBBC吸附MB的等溫吸附線Fig.4 Adsorption isotherms for MB onto GBBC

2.5 GBBC投加量的影響

MB質(zhì)量濃度為50 mg/L，投加不同量的GBBC，研究其吸附情況，結(jié)果如圖5所示。由圖5可以看出，隨著GBBC投加量的增加，其對(duì)MB平衡時(shí)的去除率不斷上升。當(dāng)GBBC投加量為2.0 g/L時(shí)，去除率達(dá)到99.2%，原因在于吸附劑的投加量增大，用于吸附MB的吸附面積和活性點(diǎn)位也隨之增加，結(jié)果使得吸附的總量增大[19]；投加量大于2.0 g/L時(shí)，MB的吸附率變化很小，最后趨于平衡；但單位吸附量隨著GBBC用量的增多而減小，這是由于吸附劑的部分吸附點(diǎn)位處于空位狀態(tài)，沒(méi)有被充分利用。故GBBC的投加量選擇2.0 g/L為宜。

圖5 GBBC投加量對(duì)其吸附MB的影響Fig.5 Effects of adsorbent dosage on MB adsorption onto GBBC

2.6 FT-IR分析結(jié)果

圖6為銀杏葉及吸附MB前后的GBBC的FT-IR譜圖。3 400 cm-1附近的吸收峰為—NH和—OH的伸縮振動(dòng)。銀杏葉在2 923、2 852 cm-1處的明顯吸收峰由脂肪烴上的—CH2及—CH3的對(duì)稱或非對(duì)稱振動(dòng)引起，然而，GBBC卻沒(méi)有這些吸收峰，表明熱解過(guò)程已將—CH2和—CH3轉(zhuǎn)變?yōu)閾]發(fā)分或固定碳[20-22]。銀杏葉中含有黃酮類物質(zhì)，在1 610 cm-1處存在C=O的伸縮振動(dòng)，GBBC卻在1 431 cm-1處出現(xiàn)=CH2的面內(nèi)彎曲振動(dòng)，這可能是黃酮環(huán)上羰基裂解所致。1 068 cm-1的吸收峰為C—O或=C—O—C的對(duì)稱伸縮振動(dòng)，GBBC中該峰明顯減弱，且變?yōu)? 116～1 147 cm-1，這可能是由于熱解過(guò)程中增強(qiáng)了黃酮結(jié)構(gòu)中環(huán)內(nèi)某些基團(tuán)的振動(dòng)[23]。可見(jiàn)，熱解前后銀杏葉表面官能團(tuán)種類存在明顯差異，脂肪鏈上的—CH2、—CH3和C=O消失，熱穩(wěn)定性升高。

圖6 銀杏葉與吸附前后MB的GBBC的FT-IR譜圖Fig.6 FT-IR spectra of Ginkgo biloba and GBBC before and after adsorption of MB

2.7 吸附性能對(duì)比

用7種不同吸附劑吸附MB，結(jié)果如圖7所示。由圖7可以看出，7種吸附劑吸附MB平衡時(shí)的去除率表現(xiàn)為GBBC>小麥秸稈生物炭>杏殼生物炭>核桃殼生物炭>玉米芯生物炭>松塔生物炭>活性炭；吸附達(dá)到平衡所用的時(shí)間為GBBC<杏殼生物炭<活性炭<松塔生物炭<核桃殼生物炭<小麥秸稈生物炭≈玉米芯生物炭。因此，GBBC對(duì)去除水中的MB有明顯優(yōu)勢(shì)，是一種高效的吸附劑。

圖7 不同吸附劑吸附性能比較Fig.7 Comparison of adsorption capacity of different adsorbents

2.8 不同熱解溫度下的GBBC吸附性能對(duì)比

由圖8可以看出，熱解溫度為300～700 ℃時(shí)，隨著熱解溫度升高，所制備的GBBC對(duì)MB的去除率不斷增大，且700 ℃下制備的GBBC對(duì)MB的去除率達(dá)到最大。熱解溫度越高，銀杏葉炭化程度增加，微晶碳結(jié)構(gòu)增多，表面官能團(tuán)數(shù)量增加，MB平衡時(shí)去除率升高。熱解溫度大于 700 ℃時(shí)，微晶碳和空隙結(jié)構(gòu)逐漸被破壞，生物質(zhì)氧化程度增加，灰分增多，因而MB平衡時(shí)去除率下降。故選700 ℃為制備GBBC的最佳熱解溫度。

圖8 熱解溫度對(duì)GBBC吸附MB的影響Fig.8 Effects of temperatures on MB adsorption onto GBBC

3 結(jié) 論

(1) GBBC是一種很好的吸附劑，在MB初始質(zhì)量濃度為50 mg/L，GBBC投加量為2.0 g/L時(shí)，對(duì)MB平衡時(shí)的去除率達(dá)99.2%。

(2) 吸附過(guò)程符合準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型(R2=0.982 9)，顆粒內(nèi)擴(kuò)散模型進(jìn)一步表明GBBC對(duì)MB的吸附受到表面吸附和顆粒內(nèi)擴(kuò)散共同主導(dǎo)。

(3) Langmuir-Freundlich模型能很好地描述MB吸附行為(R2=0.989 1)。

(4) 熱解后銀杏葉表面不含脂肪鏈上的—CH2、—CH3和C=O，表現(xiàn)出更高的熱穩(wěn)定性。

[1] SAFARIKOVA M,PTACKOVA L,KIBRIKOVA I,et al.Biosorption of water-soluble dyes on magnetically modifiedSaccharomycescerevisiaesubsp. uvarum cells[J].Chemosphere,2005,59(6):831-835.

[2] YANG Y Y,LIN X Y,WEI B Q,et al.Evaluation of adsorption potential of bamboo biochar for metal-complex dye:equilibrium, kinetics and artificial neural network modeling[J].International Journal of Environmental Science and Technology,2014,11(4):1093-1100.

[3] YAGUB M T,SEN T K,AFROZE S,et al.Dye and its removal from aqueous solution by adsorption:a review[J].Advances in Colloid and Interface Science,2014,209(7):172-184.

[4] 楊國(guó)華，黃統(tǒng)琳，姚忠亮，等．吸附劑的應(yīng)用研究現(xiàn)狀和進(jìn)展[J]．化學(xué)工程與裝備，2009(6)：84-88．

[5] 吳海露，車曉冬，丁竹紅，等．山核桃、苔蘚和松針基生物質(zhì)炭對(duì)亞甲基藍(lán)及剛果紅的吸附性能研究[J]．農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2015，34(8)：1575-1581．

[6] 劉娟麗，曹天鵬，李佳．秸稈生物質(zhì)炭的活化制備及其對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附研究[J]．水處理技術(shù)，2015，41(9)：53-60．

[7] 王寧，侯艷偉，彭靜靜，等．生物炭吸附有機(jī)污染物的研究進(jìn)展[J]．環(huán)境化學(xué)，2012，31(3)：287-295．

[8] XU R K,XIAO S C,YUAN J H,et al.Adsorption of methyl violet from aqueous solutions by the biochars derived from crop residues[J].Bioresource Technology,2011,102(22):10293-10298.

[9] MUI E L,CHEUNG W H,VALIX M,et al.Dye adsorption onto char from bamboo[J].Journal of Hazardous Materials,2010,177(1/2/3):1001-1005.

[10] 張平，廖柏寒，李科林，等．3種生物質(zhì)炭對(duì)活性艷藍(lán)KN-R的吸附[J]．環(huán)境工程學(xué)報(bào)，2014，8(2)：581-586．

[11] GASKIN J W,STEINER C,HARRIS K,et al.Effect of low-temperature pyrolysis conditions on biochar for agricultural use[J].Transactions of the ASABE,2008,51(6):2061-2069.

[12] BOEHM H P.Surface oxides on carbon and their analysis:a critical assessment[J].Carbon,2002,40(2):145-149.

[13] 徐仁扣，趙安珍，肖雙成，等．農(nóng)作物殘?bào)w制備的生物質(zhì)炭對(duì)水中亞甲基藍(lán)的吸附作用[J]．環(huán)境科學(xué)，2012，33(1)：142-146．

[14] QIU H,LV L,PAN B C,et al.Critical review in adsorption kinetic models[J].Journal of Zhejiang University - Science A,2009,10(5):716-724.

[15] HAMEED B H,EL KHAIARY M I.Kinetics and equilibrium studies of malachite green adsorption on rice straw-derived char[J].Journal of Hazardous Materials,2008,153(1/2):701-708.

[16] KOUMANOVA B,PEEVA P,ALLEN S J.Variation of intraparticle diffusion parameter during adsorption ofp-chlorophenol onto activated carbon made from apricot stones[J].Journal of Chemical Technology and Biotechnology,2003,78(5):582-587.

[17] ARAMI M,LIMAEE N Y,MAHMOODI N M.Evaluation of the adsorption kinetics and equilibrium for the potential removal of acid dyes using a biosorbent[J].Chemical Engineering Journal,2008,139(1):2-10.

[18] 文永林，劉攀，湯琪．農(nóng)林廢棄物吸附脫除廢水中重金屬研究進(jìn)展[J]．化工進(jìn)展，2016，35(4)：1208-1215．

[19] VIMONSES V,LEI S M,JIN B,et al.Kinetic study and equilibrium isotherm analysis of Congo Red adsorption by clay materials[J].Chemical Engineering Journal,2009,148(2/3):354-364.

[20] HANAFIAH M M,ZAKARIA H,NGAH W S.Preparation,characterization,and adsorption behavior of Cu(Ⅱ) ions onto alkali-treated-weed (Imperatacylindrica) leaf powder[J].Water，Air，and Soil Pollution,2009,201(1/2/3/4):43-53.

[21] 王章鴻，郭海艷，沈飛，等．蚯蚓糞便制備生物炭及其對(duì)羅丹明B吸附的研究[J]．環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，2015，35(10)：3170-3177．

[22] 許春霞，李向民，王星，等．陜西不同地區(qū)銀杏葉能量及熱解特性研究[J]．中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，37(6)：896-901．

[23] CAO X D,HARRIS W.Properties of dairy-manure-derived biochar pertinent to its potential use in remediation[J].Bioresource Technology,2010,101(14):5222-5228.

MethyleneblueadsorptioncharacteristicsontobiocharderivedfromGinkgobiloba

ZHANGPenghui1，LIYanchun1，HUHaobin1，ZHAOJianguo1，WANGJiusi2.

(1.CollegeofChemistryandChemicalEngineering,LongdongUniversity,QingyangGansu745000;2.SchoolofChemicalandBiologicalEngineering,LanzhouJiaotongUniversity,LanzhouGansu730070)

In this study,Ginkgobilobawas used as raw material to produceGinkgobilobabiochar (GBBC) by pyrolysis under 700 ℃. Adsorption characteristics of GBBC on methylene blue (MB) was studied,and the effect of pH,adsorption time and GBBC dosage on adsorption capacity were investigated. The results showed that GBBC was an ideal adsorbent for MB removal characterized by wide adaption range of pH (2-12) and short sorption equilibrium time (30 min). The removal efficiency of MB was up to 99.2%,under the condition of an initial MB concentration of 50 mg/L and GBBC dosage of 2.0 g/L. The adsorption kinetics could be well simulated by pseudo-first-order model (R2=0.982 9). The results from the intra-particle model further showed that there were two separate stages in sorption process,which were external adsorption and the diffusion of inter-particle. Adsorption isotherms for GBBC were fitted the Langmuir-Freundlich model (R2=0.989 1) more effectively than other models. GBBC was an efficient adsorbent to remove MB from waste water of dye.

Ginkgobiloba； biochar； methylene blue； adsorption

張鵬會(huì)，男，1983年生，碩士，講師，主要從事水污染控制研究工作。

*國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.21462026)；甘肅省應(yīng)用化學(xué)省級(jí)重點(diǎn)學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目(No.GSACKS20130113)。

10.15985/j.cnki.1001-3865.2017.11.014

2017-02-07)