AO7的初始濃度對活性炭吸附效果的影響

唐 嘉

(1四川大學(xué) 建筑與環(huán)境學(xué)院，四川 成都 610065）

AO7的初始濃度對活性炭吸附效果的影響

唐 嘉1

(1四川大學(xué) 建筑與環(huán)境學(xué)院，四川 成都 610065）

將活性炭以高溫灼燒的方式活化，用于吸附偶氮染料酸性橙7（AO7）。考察不同初始濃度的AO7對活性炭吸附效果的影響。結(jié)果證明活性炭對AO7的吸附符合Elovich動力學(xué)方程，吸附速率由大變小并最終趨于平衡；活性炭的吸附速率隨AO7初始濃度的增大而增大。

酸性橙7；活性炭；吸附

0 引言

偶氮染料廣泛應(yīng)用于印染、紡織業(yè)，化學(xué)穩(wěn)定性高，具有潛在的毒性和致癌[1]。顆粒活性炭表面為多孔結(jié)構(gòu)，具有較大的比表面積，常被用作良好的吸附劑[2]，將活性炭用于吸附各類污染物的報道也很多。據(jù)相關(guān)研究，活性炭經(jīng)過高溫活化其表面會增加大量含氧官能團，增強吸附性能[3]。本研究將活性炭經(jīng)高溫灼燒活化后用于吸附AO7溶液，研究高溫活化后的活性炭對AO7的吸附動力學(xué)，并考察AO7初始濃度對活性炭吸附性能的影響。

1 原材料、試劑和儀器

酸性橙7、二水磷酸氫二鈉、一水磷酸二氫鈉、顆粒活性炭：成都市科龍化工試劑廠。

85-1磁力攪拌器：上海梅穎浦儀器儀表制造有限公司；UV-1800PC型紫外可見分光光度計：上海美譜達儀器有限公司；QSX2型氣氛保護爐：成都興天宇實驗儀器有限公司、101A-2ET電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海實驗儀器廠有限公司。

2 實驗方法

用蒸餾水將一定量的顆粒活性炭清洗烘干。 將烘干后的活性炭置于氣氛保護爐中，以2℃/min的升溫速率加熱至600℃并恒溫3h，冷卻至室溫后清洗烘干備用。

采用磷酸緩沖溶液控制pH值為7.0左右。 分別配置500mL濃度為3mg，5mg，10mg，15mg，20mg和25mg的AO7模擬廢水溶液，投加2g活性炭并開啟磁力攪拌器計時，每次取樣10mL。 AO7由分光光度計測定，測定波長為484nm。

3 結(jié)果與討論

如圖1可見，在4h內(nèi)AO7濃度變化曲線呈現(xiàn)先迅速減小，然后緩慢下降趨于平穩(wěn)的趨勢。 選擇 4h作為吸附平衡時間。 作對于不同初始濃度的 AO7qt和 t0.5變化曲線，可知qt和t0.5呈現(xiàn)兩個階梯的線性。 經(jīng)過直線擬合發(fā)現(xiàn)對AO7吸附符合Elovich動力學(xué)方程，如式（1）所示[4]：

其中，qt（mg/g）為AO7在t時刻的吸附量，kdif（mg/(g·min1/2)）為內(nèi)擴散速率常數(shù)，C為邊界層厚度。

表1給出了不同初始濃度反應(yīng)一、二階段的內(nèi)擴散速率常數(shù)（ki1、ki2）。 第一個階段ki1較大為瞬時擴散階段，在此階段，大量AO7分子吸附在活性炭的外表面，當(dāng)外表面的吸附達到飽和，AO7進入孔的內(nèi)表面。 隨著AO7進入介孔結(jié)構(gòu)，擴散阻力增加，導(dǎo)致擴散速度降低，表現(xiàn)為第二階段（ki2）。 隨著溶質(zhì)濃度的迅速下降，擴散速率越來越低，擴散過程達到最終的平衡。 且從表1中可以看出，吸附速率隨初始ρ(AO7)的提高而提高。

圖1 AO7濃度對吸附效果的影響

表1 Ni/GAC對AO7吸附動力學(xué)參數(shù)

4 結(jié)論

以高溫灼燒的方式活化活性炭并將其用于吸附 AO7。實驗結(jié)果證明活性炭對AO7的吸附符合Elovich動力學(xué)方程，吸附的AO7從活性炭外表面通過孔介結(jié)構(gòu)進入內(nèi)表面，吸附速率由大變小并最終趨于平衡并隨AO7初始濃度的增大而增大。

[1]Pandey A, Singh P, Iyengar L. Bacterial decolorization and degradation of azo dyes[J]. International Biodeterioration & Biodegradation. 2007, 59(2): 73-84.

[2] L. Zhao, Z.Z. Sun, J. Ma, Novel relationship between hydroxyl radical initiation and surface group of ceramic honeycomb supported metals for the catalytic ozonation of nitrobenzene in aqueous solution, Environ. Sci. Technol. 43(2009) 4157–4163.

[3]孫延花.活性炭活化過一硫酸鹽及其在處理染料廢水中的應(yīng)用研究 [D].武漢：華中科技大學(xué)， 2012.

[4]周蕾.多壁碳納米管的改性及其吸附性能研究 [D], 中南大學(xué), 2013.

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1007-6344（2016）03-0270-01

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