绿色合成磁性生物炭及其对亚甲基蓝的吸附

以废电池和果树残枝为原料,采用绿色生物浸提+水热合成制备一种新型磁性锰锌铁氧体-生物炭(M BC).利用扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱分析等表征分析了M BC的特性.结果表明,引入的磁性颗粒有效镶嵌或包覆在生物炭上使MBC比表面积大幅增加,提升了其对亚甲基蓝(MB)的吸附能力,MBC对MB的吸附行为符合准...     

磷酸微波活化多孔生物质炭对亚甲基蓝的吸附特性

以甘蔗渣为原料,采用微波辅助H3PO4活化法制备富含含氧酸官能团的中孔生物质炭。通过扫描电子显微镜SEM、傅立叶变换红外光谱FT-IR等技术对生物质炭物理化学性质进行表征,并通过静态实验法,探讨炭样对亚甲基蓝的吸附行为及热力学性质。结果表明,H3PO4活化制备蔗渣生物质炭的适宜条件为浸渍比1：1,烘干时间10h,活化功率900W,活化时间22min,在此条件下制得的生物质炭得率为39．2％,碘值为817mg／g,亚甲基蓝值为229mg／g,为国家一级品标准的1．7倍。红外光谱分析表明,炭样表面以羟基、羰基、羧基等酸性官能团为主。静态吸附实验表明,Freundlich方程与Redlich—Peterson方程能较好地描述等温吸附行为,表现为优惠吸附。热力学研究表明,吸附吉布斯自由能（△G0）〈0,说明吸附反应是自发过程,而吸附标准焓变（△H0）〉70KJ／mol,表明亚甲基蓝在制备炭样上的吸附是吸热反应,升温有利于吸附,且化学反应在吸附过程中发挥了重要作用。     

花生壳活性炭对亚甲基蓝的吸附特性

以花生壳为原料,氯化锌为活化剂制备花生壳活性炭,采用高分辨电子扫描电镜(SEM)和氮吸脱附曲线对花生壳活性炭进行了表征.从热力学和动力学的角度,研究了花生壳活性炭对亚甲基蓝溶液的吸附行为.热力学研究表明,花生壳活性炭对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir等温吸附方程,该吸附是自发吸热过程,吸附自由能为-52.4017～-95.1765 kJ/mol,吸附熵变为214 J/(mol·K),吸附焓变为57.49796 kJ/mol.动力学研究表明,花生壳活性炭对亚甲基蓝的吸附符合二级反应动力学方程反应特征.     

NaOH活化栗苞生物质炭对亚甲基蓝的吸附性能

以栗苞炭化料（C-BC）为原料,以NaOH为活化剂制备栗苞活化生物质炭（Na-BC）,研究其对水中亚甲基蓝的吸附行为。选取炭碱比、活化温度和活化时间为影响因素,通过正交试验确定了最佳活化工艺,即炭碱比为1：4,活化温度为800℃,活化时间为30 min,此时Na-BC的最大吸附量为609.38 mg·g-1。对最优条件下制备的生物质炭进行SEM、BET等表征,比表面积达1 563.78 m2·g-1,总孔容达1.452 cm3·g-1。吸附实验结果显示,吸附反应能较好用Langmuir模型和准二级动力学方程模型进行模拟,Na-BC对亚甲基蓝的吸附为自发吸热反应。通过热法与碱法再生处理饱和吸附生物质炭,再生后的Na-BC对亚甲基蓝具有较好的吸附能力。     

KOH活化花生壳生物质炭对亚甲基蓝吸附性能研究

以花生壳生物质炭(P-BC)为原料,KOH为活化剂,采用化学活化法制得活化生物质炭(K-BC),通过考察对亚甲基蓝的吸附性能,研究了花生壳生物质炭的最佳活化条件,并利用N2吸附-脱附实验、SEM等对最佳活化条件下的生物质炭进行表征.结果表明,K-BC活化的最佳条件为碱炭比为1.5:1,活化温度为800℃,活化时间为90 min,此时K-BC的比表面积达到597.93 m2/g,总孔容达到0.76 cm3/g.并考察了亚甲基蓝初始浓度、pH等对K-BC吸附亚甲基蓝的影响,随着初始浓度的增加,吸附平衡时间显著延长,亚甲基蓝去除率显著降低;当pH=6时,K-BC对亚甲基蓝的吸附量最大;K-BC对亚甲基蓝的吸附动力学曲线符合伪二阶动力学模型,吸附平衡时K-BC对亚甲基蓝的吸附能力为80~149.95 mg/g.     

城镇有机垃圾热解生物炭对水中亚甲基蓝的吸附

热解是一项极具前景的城镇垃圾资源化处理技术,对热解产物的合理利用有助于热解技术的推广应用。以1套垃圾分选、热解工程设备产生的生物炭为原料,研究生物炭对水中亚甲基蓝的吸附效果,分析吸附动力学和吸附等温线;通过红外光谱、比表面积、孔径及微观形貌的表征方法阐释其吸附机理,并进行经济性分析。结果表明,生物炭对亚甲基蓝的去除率随生物炭投加量的增加而增加,随亚甲基蓝溶液初始浓度的增加而降低,在pH为9时达到最高。生物炭对亚甲基蓝的吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温线方程,为单分子层吸附,最大吸附量为35.7 mg·g-1。生物炭具有较强的非均质性,其对亚甲基蓝的吸附主要发生在微孔中,且亚甲基蓝与生物炭表面的O—H、NH3+、NH2、C—O等基团发生了作用,说明亚甲基蓝在生物炭表面的吸附受生物炭孔结构和化学性质2个方面的影响。生物炭的制备过程可产生446~708元·t-1的经济效益,作为废水处理的吸附剂具有较好的应用前景。     

磁性花生壳基活性炭对亚甲基蓝的吸附特性

以花生壳为原料,在K2CO3和Fe3O4共活化条件下制备了磁性花生壳基活性炭(MPSAC)。通过扫描电子显微镜、氮气吸附脱附等温线、X射线衍射和振动样品磁强计等手段表征了材料的结构和性质,测定了其对亚甲基蓝的吸附特性,考察了初始pH、吸附时间、MPSAC投加量、亚甲基蓝初始浓度和温度对吸附的影响。结果表明:(1)初始pH对亚甲基蓝的吸附影响较小;吸附时间对亚甲基蓝的吸附效率有明显的影响,在120min时吸附达到平衡,吸附过程符合准二级动力学方程。(2)吸附平衡数据更好地符合Langmuir方程,在25、35、45℃下,MPSAC的理论饱和吸附量分别为617.28、617.28、666.67mg/g。(3)热力学参数吉布斯自由能变0J/mol、焓变0J/mol、熵变0J/(mol·K),说明MPSAC对亚甲基蓝的吸附属于熵变增加的自发吸热反应过程。     

改性甘薯渣对亚甲基蓝的吸附特性及吸附机制

以甘薯渣作为材料,针对亚甲基蓝溶液初始浓度、溶液pH、改性甘薯渣加入量、吸附温度、吸附时间各因素对吸附率的影响进行实验,进一步对影响显著的初始浓度、加入量、时间采用二次正交旋转组合设计优化,得到浓度80 mg·L-1、加入量1.0 g、时间1 h时预测最大吸附率96.25%,实测95.89%,二者吻合。改性甘薯渣对亚甲基蓝吸附过程符合Freundlich等温式及准二级动力学模型,说明其吸附过程由化学速率控制的多位点物理化学混合吸附。据Langmuir等温式计算饱和吸附量为20.16 mg·g-1。SEM观测得知改性甘薯渣处理后疏松多孔的表面有利于吸附。经FTIR可知,羟基、羧基在吸附过程中有主要作用。     

生物炭/铁酸镧磁性复合材料的制备及对亚甲基蓝的吸附性能

为获得吸附性能良好、便于回收利用的新型吸附剂以处理染料废水,采用超声辅助溶胶-凝胶法将铁酸镧(LaFeO_3)经过一步热解负载于生物炭制得生物炭/LaFeO_3磁性复合材料(BC/FL)。其表面形态、结构和组成分析表明:BC/FL的比表面积、总孔容及平均孔径分别为34.67m2/g、0.041cm3/g和7.82nm,磁饱和强度达到40.283A/m,表面含有C=O、C=C=N、C≡C等官能团。批量吸附实验表明,25℃下,当亚甲基蓝(MB)的初始质量浓度为30mg/L时,BC/FL的最佳投加量为1.5g/L,吸附反应在120min达到平衡,去除率可达92.3%,且吸附效果基本不受pH影响。BC/FL对MB的吸附符合准二级动力学模型,Langmuir模型可描述其等温吸附过程。化学吸附占主导地位,主要机理为静电吸附、氢键和π-π共轭作用。吸附反应为单分子层吸附且为自发的吸热过程。     

复合型生物炭对废水中亚甲基蓝的吸附作用

以木屑、二氧化硅为原料,采用慢速热解法制备了木屑生物炭(BC)和木屑-二氧化硅复合型生物炭(CBC),并对其物理化学性质进行表征,同时研究其吸附水中亚甲基蓝的吸附等温方程、动力学过程和影响因素。结果表明,和BC相比,CBC的比表面积、孔体积和平均孔径分别增加了2.85、7.00、1.21倍。CBC和BC对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir吸附等温方程,其最大吸附量分别为26.60、5.37mg/g,CBC对亚甲基蓝的吸附能力更强。CBC和BC对亚甲基蓝的吸附动力学过程遵循准二级动力学方程。此外,和BC相比,CBC对亚甲基蓝的吸附效果受pH和离子强度影响较小。     

印染污泥制备活性炭对亚甲基蓝的吸附

以印染活性污泥为原料,氯化锌为活化剂制备污泥活性炭,并将其用于吸附水中的亚甲基蓝。通过扫描电镜和X射线粉末衍射仪对污泥活性炭进行表征分析,结果表明,污泥活性炭以中孔为主,该孔隙结构更适合于对大分子染料的吸附。详细研究了锯末添加量、初始pH、吸附温度及初始浓度对污泥活性炭吸附亚甲基蓝的影响。结果表明,1%锯末的添加有助于提高活性炭的吸附能力,而过量的锯末添加会影响活性炭的孔隙结构。活性炭对亚甲基蓝的吸附容量随pH的增加而减小,酸性条件较碱性条件更利于对亚甲基蓝的吸附去除。在5~45 ℃的范围内,亚甲基蓝吸附量随温度升高而增加,温度为45 ℃时达到最大吸附量。从热力学角度研究了污泥活性炭对亚甲基蓝溶液的吸附行为,热力学研究表明,污泥活性炭对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir 等温吸附方程。研究结果可为印染污泥的资源化利用提供一定的技术支持。     

硫酸活化市政污泥对亚甲基蓝的吸附

采用市政剩余污泥作为原料,以硫酸作为活化剂制备吸附剂,并将其应用到含亚甲基蓝废水处理中。系统地研究了溶液初始pH值、亚甲基蓝初始浓度和吸附时间等因素对硫酸活化市政污泥吸附性能的影响。研究结果表明,在吸附剂投加量2 g/L,pH7.5,温度293 K条件下,硫酸活化市政污泥对亚甲基蓝的最大吸附量为38.4794 mg/g。吸附动力学和热力学研究结果表明,吸附剂对亚甲基蓝的吸附过程可用准二级动力学模型(R2=0.9910)、Freundlich吸附等温式(R2=0.9935)来描述。颗粒内扩散速率也是其吸附反应限制因素,但不是惟一限制因素。该研究表明,硫酸活化剩余污泥可以作为含亚甲基蓝染料废水的处理材料。     

微波活化中孔酸性生物质炭对亚甲基蓝的吸附行为与机理

以甘蔗渣为原料,采用微波辅助磷酸活化法制备了同时富含中孔结构和含氧酸官能团的生物质炭,以氮气吸附、红外光谱FT-IR等技术对炭样品表面物化性质进行了表征,通过静态实验法测定了生物质炭对水中亚甲基蓝的吸附特性,分析了溶液pH、初始浓度、温度对吸附的影响,研究了不同pH下蔗渣生物质炭对亚甲基蓝的吸附行为,并从热力学及动力学角度探讨了生物质炭对亚甲基蓝的吸附机理。结果表明,不同制备参数下生物质炭的得率均大于39.2%,但表面物化性质因参数变化有较大差异。在浸渍比1∶1,烘干时间10 h,活化功率900 W,活化时间22 min的条件下,制得的生物质炭的比表面积为1 021 m2/g,亚甲基蓝值超过国家一级品标准1.70倍,表面富含微中孔结构和羟基、羰基、羧基等酸性官能团,中孔约占总孔的40%。静态吸附实验表明,溶液初始浓度对吸附有较大的影响,吸附量随初始浓度的增加,pH的升高及温度的上升而增大,Freundlich方程、Redlich-Peterson方程与Temkin方程能较好地描述等温吸附行为;吸附动力学结果表明,数据符合Elovich方程,吸附行为更倾向于化学吸附;热力学研究表明,吸附吉布斯自由能(ΔG0)0,吸附标准焓变(ΔH0)70 kJ/mol,说明该吸附为自发的吸热反应,且化学反应在吸附过程中发挥了重要作用。     

黄麻纤维活性炭对亚甲基蓝和甲基橙吸附动力学

以黄麻纤维为原料,采用磷酸活化法制备活性炭。研究黄麻纤维活性炭对亚甲基蓝和甲基橙2种染料的吸附行为。结果表明,采用磷酸制备的活性炭,由于表面含有羧基和含磷官能团等酸性基团,能够促进活性炭对亚甲基蓝的吸附;黄麻纤维活性炭对2种染料的平衡吸附量、初始吸附速率均随着初始浓度的增加而升高;相同条件下,黄麻纤维活性炭对亚甲基蓝的平衡吸附量大于甲基橙;黄麻纤维活性炭对两种染料的吸附行为更符合准二级动力学模型。     

改性木屑吸附除亚甲基蓝性能

为提高对亚甲基蓝的去除效果,采用热解+NaOH浸泡方法制备了改性木屑,用SEM研究了改性对木屑表面结构的影响,并以该改性木屑为吸附剂,进行了从水溶液中吸附亚甲基蓝的性能研究。研究结果显示,改性木屑表面光滑,并出现多发熔孔。常温下,改性木屑对亚甲基蓝的吸附等温线符合Langmuir方程,最大吸附量322.58 mg/g,是原始木屑的10倍,是活性炭的3倍,改性效果显著;对浓度为200 mg/L、pH值为7的亚甲基蓝溶液,改性木屑投加量为0.8 g/L时,去除率达到了99.01%,去除效果理想。吸附动力学符合伪二级速率方程。     

氢氧化钾改性亚麻对亚甲基蓝的吸附性能研究

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℃、0.8mol/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%(125W)、超声时间为25min、亚甲基蓝初始质量浓度为300mg/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300~500mg/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。     

葛根去除水溶液中亚甲基蓝的生物吸附机理和特性

对农副产品葛根吸附水溶液中亚甲基蓝的特性和机理进行了一系列的研究。考察了不同条件对吸附效果的影响;采用2种等温线模型和3种动力学模型对吸附机理和动力学特性进行了模拟分析,并计算了相关的热力学函数。结果发现,溶液pH值等实验条件对吸附效果有较大的影响;Langmuir方程能很好地描述其吸附等温线,吸附是一个符合二级动力学过程的物理吸附;热力学函数计算结果显示,此吸附是一个自发的放热过程。在3种不同温度下,由Langmuir方程计算的最大吸附量为98.23、91.04和87.28 mg/g,表明葛根是一种良好的,具有一定发展潜力的染料吸附剂。     

富G海藻酸钠聚氨酯泡沫对亚甲基蓝的吸附

利用低分子量富G海藻酸片段(LG-HA)与六亚甲基二异氰酸酯(HDI)之间的交联作用,制备了富G海藻酸钠聚氨酯泡沫(PF-SA)。采用红外光谱和扫描电子显微镜对PF-SA结构进行了表征,并系统研究了其对水相中亚甲基蓝(MB)的吸附性能。结果表明,PF-SA具有三维网络结构,吸附时间、溶液的pH值、吸附温度、MB溶液的初始浓度等因素都会对吸附效果造成影响。在优化条件下,PF-SA对MB初始浓度低于2 000 mg/L的溶液,去除率可达99%以上。对于更高浓度的MB溶液,吸附量可达到1 000 mg/g。准二级吸附动力学模型更能真实地反映吸附过程。吸附热力学函数的计算结果表明,吸附是一个自发的吸热过程。     

羽毛角蛋白海绵材料对亚甲基蓝的吸附去除

以羽毛角蛋白提取后产生的残渣为原料,采用简单物理法制得角蛋白海绵材料,通过扫描电镜和红外光谱对其表观形貌和表面结构进行表征,同时以亚甲基蓝染料作为实验对象,考察制得的海绵材料对其吸附特性和去除效果。结果表明,当吸附平衡时间为1 440 min、亚甲基蓝溶液初始浓度为100 mg/L、海绵材料投加量为0.06 g、反应温度为25℃、溶液pH为7.0时,海绵材料对亚甲基蓝的吸附去除率可达98%以上,同时由Langmuir等温吸附模型拟合结果可知,海绵材料对亚甲基蓝的最大吸附量可达151.5 mg/g。因此,将羽毛角蛋白提取后产生的残渣可制备良好的染料吸附剂,取得良好的环境效益。     

不同方法处理飞灰对亚甲基蓝的吸附性能

为了研究不同方法处理飞灰对亚甲基蓝的吸附性能和吸附上清液中重金属的浸出毒性,分析了水洗、硫酸洗和醋酸洗飞灰及在吸附过程中投加NaOH和Na2CO3对亚甲基蓝的吸附效果的影响,以及吸附上清液中Pb和Cr的浸出情况。实验得出,不同方法处理飞灰对亚甲基蓝的脱色率均达70%以上,最高可达100%,通过水洗和酸洗,飞灰的稳定性显著提高,1%硫酸和5%醋酸洗飞灰吸附上清液中Pb和Cr的浸出量远远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》的限定值。飞灰经过稳定化处理,用以处理染料废水具有巨大潜能。