樹脂C基多孔炭對亞甲基藍(lán)的吸附性能研究

劉文博　湯春燕　王南南　范陽揚(yáng)　劉萌　劉俊志　趙呈茹　高燁

摘? ?要：以價(jià)格低廉的樹脂C基多孔炭為吸附劑，研究其對印染廢水中亞甲基藍(lán)的吸附作用。探究了吸附條件與樹脂C基活性炭對亞甲基藍(lán)吸附性能的影響，明確最佳的吸附條件，實(shí)現(xiàn)樹脂C基多孔炭對印染廢水中亞甲基藍(lán)的凈化處理。

關(guān)鍵詞：樹脂C;多孔炭;吸附;條件;性能

隨著工業(yè)社會(huì)的發(fā)展，水體污染問題日益嚴(yán)峻，印染廢水的水體污染問題顯得尤為突出。亞甲基藍(lán)是印染廢水中的主要污染物之一[1]，是一種有毒物質(zhì)，如果在水體中聚集一定劑量并且被人食用，則會(huì)引起心前區(qū)痛、惡心、眩暈、頭痛、神志不清、腹痛等癥狀，并導(dǎo)致人體中毒。目前，去除印染廢水中的染料有很多方法，例如吸附法、膜分離法、凝聚法、電化學(xué)法、厭氧—好氧工藝等[2]。吸附法是利用固體吸附劑對廢水中的某些物質(zhì)進(jìn)行選擇性的吸附，達(dá)到去除印染廢水中污染物的目的。吸附法有操作方式簡單的優(yōu)點(diǎn)[3]，因此，吸附法在去除印染廢水中染料的過程中備受歡迎。多孔炭具有高的比表面積、發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)、良好的化學(xué)穩(wěn)定性[4]，是具有良好吸附性能的材料，因而被廣泛應(yīng)用于水體環(huán)境治理領(lǐng)域中。

1? ? 實(shí)驗(yàn)方法

將一定量的樹脂C基多孔炭投入到一定質(zhì)量濃度的亞甲基藍(lán)溶液中，在不同的吸附條件下，在恒溫振蕩器中震蕩，測得吸附量q，探究樹脂C多孔炭對亞甲基藍(lán)吸附的最佳條件。計(jì)算公式如下：

q=（c-c）v/m

其中，C：亞甲基藍(lán)的初始質(zhì)量濃度（mg/L）;C：吸附t時(shí)間后亞甲基藍(lán)質(zhì)量濃度（mg/L）;V：亞甲基藍(lán)溶液的體積（L）;m：多孔炭的質(zhì)量（g）;q：吸附t時(shí)間對亞甲基藍(lán)的吸附量（mg/g）。

2? ? 結(jié)果與討論

2.1? 標(biāo)準(zhǔn)曲線的確定

通過721分光光度計(jì)測量亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)溶液的吸光度，從而確定溶液中亞甲基藍(lán)的標(biāo)準(zhǔn)工作曲線。標(biāo)準(zhǔn)曲線如圖1所示，在0～10 mg/L內(nèi)，亞甲基藍(lán)溶液和其對應(yīng)的吸光度具有一定的線性關(guān)系。

2.2? 初始質(zhì)量濃度對吸附量的影響

在30 ℃時(shí)，取不同質(zhì)量濃度的亞甲基藍(lán)各20 mL，分別加入0.02 g的樹脂C基多孔炭。將其放入恒溫振蕩器中振蕩。由圖2可知，隨著溶液初始質(zhì)量濃度的增加，由于多孔炭表面有充足的活性位點(diǎn)，可以迅速吸附亞甲基藍(lán)分子，吸附量快速增加。當(dāng)初始質(zhì)量濃度達(dá)到一定數(shù)值，吸附量將不再增加。根據(jù)圖2可知，當(dāng)初始質(zhì)量濃度為160 mg/L時(shí)，吸附達(dá)到平衡。由此可確定最佳吸附初始質(zhì)量濃度為160 mg/L。

2.3? 吸附時(shí)間對吸附量的影響

在30 ℃時(shí)，初始質(zhì)量濃度為160 mg/L的溶液中分別加入0.02 g樹脂C基多孔炭，放入恒溫振蕩器中振蕩不同時(shí)間。由圖3可知，在15 min時(shí)吸附達(dá)到平衡。因樹脂C基多孔炭有高的比表面積、發(fā)達(dá)的孔結(jié)構(gòu)，可以在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到吸附平衡。

2.4? 投炭量對吸附量的影響

在30 ℃、初始質(zhì)量濃度為160 mg/L時(shí)，20 mL亞甲基藍(lán)溶液中分別加入不同質(zhì)量的樹脂C基多孔炭，放入恒溫振蕩器中振蕩15 min。由圖4可知，隨著投炭量的增加，樹脂C基多孔炭對亞甲基藍(lán)的吸附量減少。雖然隨著投炭量的增加吸附位點(diǎn)增多，但由于亞甲基藍(lán)質(zhì)量濃度不變，則會(huì)導(dǎo)致單位質(zhì)量的多孔炭吸附量減少。由此可知0.01 g為最佳投炭量。

2.5? 溫度對吸附量的影響

在初始質(zhì)量濃度為160 mg/L時(shí)，20 mL亞甲基藍(lán)溶液中均加入0.01 g的多孔炭，在振蕩器中以不同溫度振蕩15 min。由圖5可知，當(dāng)溫度為30 ℃時(shí)達(dá)到最大吸附量，由此可確定最佳吸附溫度為30 ℃。

3? ? 結(jié)語

通過研究不同條件下樹脂C基多孔炭對亞甲基藍(lán)吸附能力的影響，確定了樹脂C基多孔炭對亞甲基藍(lán)吸附的最佳條件。當(dāng)初始質(zhì)量濃度160 mg/L，反應(yīng)時(shí)間15 min，投炭量0.01 g，溫度30 ℃時(shí)，吸附達(dá)到最大吸附量。以此條件可以實(shí)現(xiàn)樹脂C基多孔炭對印染廢水中亞甲基藍(lán)的凈化處理。

[參考文獻(xiàn)]

[1]鄒? ?璇.納米TiO2光催化降解亞甲基藍(lán)[D].成都：成都理工大學(xué)，2008.

[2]任丹丹.改性木屑吸附去除亞甲基藍(lán)性能研究[D].北京：北京化工大學(xué)，2015.

[3]張? ?騫.改性活性炭作粒子電極處理亞甲基藍(lán)的研究[D].武漢：武漢大學(xué)，2017.

[4]龐麗云.淀粉基多孔炭的制備及性能研究[D].長春：吉林大學(xué)，2017.