改性麥草纖維素對苯胺吸附特性研究

馮利 張方萍

摘 要：【目的】通過改性麥草纖維素對苯胺吸附特性進行研究，建立紫外可見分光光度法吸附測定苯胺含量的方法?！痉椒ā客ㄟ^改變時間、初始濃度、溫度和pH等試驗變量，探尋最佳吸附條件?！窘Y(jié)果】改性麥草纖維素對苯胺的吸附量隨起始濃度的增加而增加，呈正相關(guān)。對苯胺的吸附60 min基本達到平衡；在25 ℃、pH=8.0時，吸附率達最大。改性麥草纖維素對苯胺有較好的吸附再生能力?！窘Y(jié)論】改性麥草纖維素可以有效吸附苯胺，測定方法操作簡單。

關(guān)鍵詞：改性麥草纖維素；苯胺；吸附

中圖分類號：O657.3???? 文獻標(biāo)志碼：A???? 文章編號：1003-5168（2024）08-0088-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.08.017

Study on Adsorption Characteristics of Modified Wheat Straw Cellulose for Aniline

FENG Li1 ZHANG Fangping2

（1.Qingbaijiang Ecological Environment Bureau of Chengdu， Chengdu 610300， China; 2.Chengxiang High School of Chengdu， Chengdu 610306， China）

Abstract： [Purposes] A UV-VIS spectrophotometric method for the determination of aniline was established by studying the adsorption properties of modified wheatgrass cellulose for aniline. [Methods] The optimum adsorption conditions were explored by changing the experimental variables such as time， initial mass concentration， temperature and pH. [Findings] The adsorption capacity of modified wheatgrass cellulose to aniline increased linearly with the increase of initial concentration，positive correlation. The adsorption of aniline reached the equilibrium in 60 min. At 25 ℃ and pH=8.0， the adsorption rate reached the maximum. [Conclusions] Aniline can be effectively? by the modified wheat grass cellulose， and method for determination is simple to operate.

Keywords： modified wheat straw cellulose; aniline; adsorption

0 引言

苯胺是一種重要的化工原料，主要用于印染、塑料、醫(yī)藥等工業(yè)生產(chǎn)加工過程中。苯胺作為較難分解的有機污染物之一，具有很強的毒害性。目前，工業(yè)中對于苯胺廢水處理方法有吸附法［1］、生化法［2］、焚燒法［3］和化學(xué)法［4］等。在這些方法中，吸附法由于操作方便、易回收、效果穩(wěn)定等優(yōu)勢，被認(rèn)為是一種有效去除苯胺的方法。用于吸附法的吸附劑種類繁多，如樹脂等［5］。本文研究了改性麥草纖維素對苯胺吸附特性及再生性能。

1 試驗部分

1.1 材料與儀器

試驗材料：改性麥草纖維素［6］；鹽酸；氫氧化鈉；無水乙醇；苯胺（均為分析純，四川科倫藥業(yè)）。

試驗儀器：電子天平（型號：MP10001）；電熱恒溫干燥箱（型號：XMA-2000）；紫外可見分光光度計（型號：752型）；恒溫振蕩器（型號：HY-5B）。

1.2 試驗方法

1.2.1 吸附試驗［7］。分別取0.05 g 改性麥草纖維素，在不同吸附時間、起始濃度、溫度和pH值條件下，對標(biāo)準(zhǔn)苯胺進行吸附，采用紫外分光光度法在λmax=228 nm 測定吸附前后苯胺濃度，計算得到吸附容量。不同工況下改性麥草纖維素對苯胺吸附量的計算公式為式（1）。

[Q=（C0-Ce）×VW] （1）

式中：Q為吸附容量，mg/g；C0為苯胺初始濃度，mg/L；Ce為苯胺吸附平衡后的濃度，mg/L；V為溶液體積，L；W為改性麥草纖維素的質(zhì)量，g。

1.2.2 吸附等溫線的建立［7］。用0.05 g 改性麥草纖維素對100? mL不同起始濃度苯胺溶液在最佳吸附條件下進行震蕩吸附。測定其對苯胺的平衡濃度Ce，求得平衡吸附量Qe，用InQe對InCe作圖，看是否符合Fruendlihc吸附模式。Freundlich 模型為多分子層不均勻吸附模式。Fruendlihc方程式為式（2）。

ln Qe = lnKf? + [1n]ln Ce （2）

式中：Qe為溶質(zhì)在固相中的吸附量，mg/g；Ce為液相平衡質(zhì)量濃度，mg/L；Kf為與吸附量相關(guān)的參數(shù)；n為吸附強度的相對大小，n>1時為優(yōu)惠吸附；0.5

2 結(jié)果與討論

2.1 時間對吸附容量的影響

溫度分別為298 K、303 K、313 K時苯胺濃度隨時間變化如圖1至圖3所示。由圖1至圖3可知，吸附濃度隨時間的延長逐漸趨于平衡。吸附初期，吸附時間對濃度的影響較大，開始20 min內(nèi)吸附速率較快，60 min內(nèi)基本達到平衡。原因是短時間內(nèi)，對苯胺的吸附還未達到飽和，吸附速率快。隨時間延長，吸附量的變化趨于平緩，直至吸附達到飽和。

2.2 溶液起始濃度對吸附容量的影響

不同苯胺起始濃度對吸附量的影響如圖4所示。由圖4可知，改性麥草纖維素對苯胺的吸附基本呈正向線性關(guān)系，隨濃度的增加而增加。

2.3 溫度對吸附容量的影響

溫度對苯胺吸附量的影響如圖5所示。由圖5可知，對苯胺的吸附量隨溫度的增加而減小，呈負(fù)相關(guān)。表明溫度對苯胺的吸附有影響，且低溫有利于吸附，故適宜常溫（即25 ℃）吸附處理苯胺。

2.4 pH對吸附容量的影響

pH值對苯胺吸附率的影響如圖6所示。由圖6可知，對苯胺吸附量受pH值影響。苯胺呈弱堿性，當(dāng)pH值較低時，以有機鹽的形式存在，在水中的溶解度較大；當(dāng)pH值較高時，解離度減小，以分子的形式存在，有利于吸附。在pH值為8.0時，吸附率達到最大。隨pH值繼續(xù)增大，吸附率逐漸降低。故最佳的吸附pH值為8.0。

2.5? 吸附平衡

298 K Freundlich吸附平衡等溫線如圖7所示，苯胺的Freundlich吸附等溫線方程見表1。由圖7和表1可知，相關(guān)系數(shù)大于0.995，表明在一定濃度、溫度范圍內(nèi)用Fruendlihc方程擬合改性麥草纖維素對水中苯胺的吸附是可行的［7］。Freundlich 方程擬合參數(shù)n大于1，表明吸附劑對吸附質(zhì)的吸附具有優(yōu)勢。

2.6 吸附再生

選擇50% （V/V） 酒精作為洗脫液，進行洗脫再生。改性麥草纖維素吸附再生情況見表2。由表2可知，改性麥草纖維素經(jīng)過洗脫再生后，吸附率大于88%，解吸率均超過85%，洗脫再生能力較好，且在吸附性能方面無明顯的下降，表明改性麥草纖維素吸附再生性能較好。

3 結(jié)論

通過研究改性麥草纖維素對苯胺吸附特性，探尋了最佳吸附條件。試驗中吸附時間、初始濃度、溫度和pH都會對改性麥草纖維素的吸附特性產(chǎn)生影響。改性麥草纖維素對苯胺的吸附呈正向線性關(guān)系，60 min基本達到平衡；在25 ℃、pH=8.0時，吸附率達最大吸附。再生試驗表明，改性麥草纖維素對苯胺具有較好的吸附再生性能。

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（欄目編輯：陳萌萌）

收稿日期：2024-01-16

作者簡介：馮利（1982—），男，碩士，工程師，研究方向：環(huán)境分析化學(xué)。