蘭炭的改性及其對苯酚的吸附性能分析

汪若冰

（桐城師范高等專科學校，安徽桐城 231400）

蘭炭的改性及其對苯酚的吸附性能分析

汪若冰

（桐城師范高等專科學校，安徽桐城 231400）

采用磷酸對竹制的活性炭改性，并將改性后的蘭炭末用于對污水中的苯酚進行吸附處理。通過靜態吸附實驗研究不同磷酸浸漬比對活性炭吸附苯酚性能影響。并且以此為基礎使用氯化鋅與磷酸進一步調整蘭炭的浸漬比，使用兩步法對蘭炭進行改性并且制備出對苯酚吸附性能較好的優質蘭炭。

蘭炭；苯酚；磷酸；吸附性能

廢水中的苯酚是一種常見的毒性強烈的物質，含苯酚的廢水在工業有機廢水中普遍存在。即使低濃度的苯酚也對人體和微生物有很大的毒害作用。隨著焦化行業的發展，含有苯酚的廢水排放量也隨之增多，對河流的污染也是越來越嚴重，因此含有苯酚的廢水處理問題日益成為人們以及環保部門關注的焦點。苯酚的特點是：結構的穩定性很強，并且不易分解，因此處理起來難度系數高。目前國內外環境保護及污水治理方面的熱門課題是如何環保高效的治理含有苯酚的廢水。

1 我國目前研究現狀

目前國內常用的治理苯酚的技術有：吸附技術、光催化降解技術和生物降解技術，由于活性炭的孔隙結構比較發達和表面積龐大，同時擁有豐富的官能團、穩定的化學性質、不溶解于水而且還可以重復利用，因此有機污染物的處理最好是用活性炭。但是活性炭的品種不是很多，技術含量不高，缺乏功能型高品質專業活性炭。因此利用某種技術對活性炭進行改性處理，制造出可以對特定的污染物進行高效、進化深度高的功能型活性炭是目前研究的重點。

2 過程與方法

本次實驗使用了兩種改進劑：磷酸和氯化鋅，通過調節改進劑和絕干物料的浸漬比率，可以得到孔隙結構穩定，表面積大，并且對苯酚的吸附效果很強的優質活性炭。

材料與試劑：本次實驗選用的為本地竹屑，磷酸（A R）、氯化鋅（A R）、鹽酸（A R），其中磷酸（A R）、氯化鋅（A R）、鹽酸（A R），均為天津市科密歐化學試劑有限公司生產。

儀器與機械：高溫管式電阻爐、電熱鼓風干燥箱

樣品制備：①先取4g的竹屑然后將其與一定量的磷酸溶液混合，并充分攪拌，使溶液均勻，然后制備出三份不同質量比的磷酸浸漬試劑；放置12h后分別放到80℃的烘箱中烘干，使其充分干燥；②把①中的浸漬試劑分別放入高溫管式爐中，并控制溫度使其保持在一定的高度，再通入一定量的氮氣并加熱至所需要的活化溫度，活化一段時間后，讓樣品冷卻到室溫相同的溫度后，停止氮氣排放，最后取出調制好的樣品；③把蒸餾水加熱，然后用于洗滌過濾活化樣品，直到樣品試劑呈現出中性，烘干備用；④把第③步中得到的活性炭樣品和氯化鋅溶劑混合，并攪拌均勻后靜置，再進行干燥；⑤把第④步干燥后的樣品放進高溫管式爐中，用150L/min的流量通入氮氣，使用智能溫控儀器控制溫度，以10℃/min為梯度等梯度加熱至所需要的活化溫度，活化一段時間，等到樣品冷卻到和室溫一致，停止氮氣的排放并拿出調劑好的樣品；⑥在燒杯中酸洗250mL，0.1mol/L的鹽酸溶液，再使用加熱過的蒸餾水洗滌并過濾試劑至達到中性，最后放入烘箱中烘干。

實驗方法：稱取0.5g的干燥樣品并放在干燥的100mL碘的燒瓶中，然后加入10mL的鹽酸，并把溶液放在電爐中進行加熱至到溶劑沸騰，等到試劑冷卻到和室溫一致的溫度后向里面倒入50.0mL的0.1mol/L碘標準溶液，在震蕩機上震蕩10min左右，快速過濾并放進干燥的燒杯中，加入100mL的水，并用0.1mol/L的硫代硫酸鈉溶液進行滴定，當溶液呈現出淡黃色時，再放入2mL的淀粉指示液，繼續滴定直到溶液沒有顏色然后記錄下所用硫代硫酸鈉的體積。

活性炭吸附值的測試：

（1）濃度為1g/L的苯酚溶液。準確的取出1.000g的苯酚溶液溶于500mL的溫水中并冷卻。

（2）稱取溴酸鉀2.78g及溴化鉀10g溶于水中稀釋至1000mL配置溴酸鉀-溴化鉀溶液

（3）稱取1.0g可溶性淀粉，加水10mL，攪拌注入190ml的沸水中，緩緩煮沸10min左右，冷卻并放置二周后，過濾于棕色瓶中備用。

（V1為硫代硫酸鈉溶液用量；V2為空白試驗的硫代硫酸鈉溶液用量）

試驗結果：苯酚的吸附值按式（2）計算

A=15.68×C1（V1-V2）×5/m（15.68為1/6苯酚的摩爾質量

結果分析：當吸附時間不斷增加時，不同浸漬液比的活性炭吸附值發生了變化，但是浸漬比為1∶3時，得到的改性活性炭的吸附值最佳。

3 結束語

與沒有經過磷酸改性的活性炭作比較，改性后的活性炭的吸附能力明顯提高了很多，改性活性炭的吸附效果達到最好的狀況時，浸漬比為1∶3，但是這里的1∶3的浸漬比并不夠精確，還可能浸漬比為介于1∶2到1∶4之間的2∶5，3∶8等都是有可能的，還有待于進一步的研究與探討。另外，在本次實驗中只是使用了磷酸來對活性炭進行改性，那么其他的改性呢？例如：磷酸加氯化鋅對活性炭進行改性？那么它的浸漬比為多少時改性效果能達到最佳？這兩種改性，哪種的改性效果更好呢？這一系列的問題還值得進一步的思考、研究與討論。所以任何一個實驗的結束并不是真正的結束，而是另一個實驗的開始。應懷著對實驗濃厚的興趣和科學不懈的專研精神來認真對待每一次實驗。

[1] 賴登旺，李篤信，楊軍，等.蒙脫土改性研究進展[J].工程塑料應用，2013，（3）.

[2] 曹春艷，于冰，趙瑩瑩.有機改性膨潤土處理含油廢水的研究[J].硅酸鹽通報，2012，（6）.

Modification of Blue Carbon and Analysis of Its Adsorption Performance for Phenol

Wang Ruo-bing

The activated carbon of bamboo was modified by phosphoric acid，and the modified blue charcoal was used to adsorb phenol in sewage.The effects of different phosphate dipping ratios on the adsorption of phenol by activated carbon were studied by static adsorption experiment.And using this as the basis of the use of zinc chloride and phosphoric acid to further adjust the impregnation ratio of blue carbon，the use of two-step method for the modification of blue carbon and prepared a better adsorption of phenol high quality blue carbon.

blue carbon；phenol；phosphoric acid；adsorption performance

X703

A

1003–6490（2017）05–0200–02

2017–04–20

2017年度安徽高校自然科學研究重點項目：蘭炭的改性及其對苯酚的吸附性能研究（KJ2017A902）

汪若冰（1985—），女，安徽桐城人，助理講師，主要研究方向為有機化學、材料合成。