花生殼對亞甲基藍(lán)廢水的吸附研究

盧昌澤 趙麗紅 王 宣 徐 銘 劉 丹

(遼寧工業(yè)大學(xué) 土木建筑工程學(xué)院， 遼寧 錦州 121001)

0 引言

隨著染料工業(yè)的飛速發(fā)展，染料的數(shù)量和種類越來越多，成分越來越復(fù)雜。在生產(chǎn)和使用過程中大量排入環(huán)境，對生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重破壞[1]。由于染料分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜且極為穩(wěn)定，具有抗光、抗酸、抗堿等特性，屬于難處理的工業(yè)廢水。因此對染料廢水進(jìn)行處理已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點問題。而農(nóng)林固體廢棄物包括花生殼、甘蔗渣、秸稈、瓜子殼等常常被用作染料吸附劑[2-3]?；ㄉ鷼ぎa(chǎn)量大，價格便宜，因此選用花生殼作為研究對象，考察不同pH值、吸附時間、吸附劑用量等環(huán)境因素對亞甲基藍(lán)吸附作用的影響，為開發(fā)成本低廉、性能高效的新型染料吸附材料提供科學(xué)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 吸附材料

花生殼，取自錦州市市場，先將花生殼用自來水洗干凈，再用蒸餾水沖洗，在恒溫烘箱內(nèi)80℃烘干至恒重，然后粉碎過篩（60目）備用。

1.2 染料

亞甲基藍(lán)，購自某化玻公司，化學(xué)結(jié)構(gòu)式為C16H18N3SCl。樣品通過0.2 μm膜過濾去除細(xì)菌測定吸光度，根據(jù)紫外-可見分光光度計測定最大吸收波長為λmax=662 nm。

1.3 實驗儀器

TU-1810紫外-可見分光光度計（北京普析通用有限公司），SHZ-82A型氣浴恒溫振蕩器（金壇市榮華儀器制造有限公司），TG16-WS型高速臺式離心機(jī)（長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司）。

1.4 染料吸附試驗

將花生殼加到100mL亞甲基藍(lán)染料（濃度為100mg/L）錐形瓶中，120 r·min-1，30℃不同條件下進(jìn)行恒溫?fù)u床振蕩吸附，一定時間后取溶液以 5000 r·min-1離心20分鐘，吸取一定量的上清液，于亞甲基藍(lán)最大波長下測定其吸光度，以蒸餾水作參照。其脫色率按下列公式計算：

式中：OD0為吸附前染料初始吸光度值；OD1為吸附后染料吸光度值。

1.5 不同影響因素吸附實驗

為了評價環(huán)境因素對染料脫色效率的影響，分別進(jìn)行了不同pH值（2.0-12.0）、不同吸附時間（10-300 min）、不同吸附劑量（0.5-5.0g）的實驗，分別計算染料的脫色率。

2 結(jié)果與分析

2.1 pH值對吸附效果的影響

為了研究pH值對亞甲基藍(lán)吸附效果的影響，考察了在30℃，120 r·min-1，100 mg·L-1亞甲基藍(lán)溶液100mL（裝在250mL錐形瓶）條件下，將溶液的pH值分別調(diào)至 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11和 12，然后分別加入2.5g花生殼，振蕩3h，離心測定染料的脫色率。結(jié)果如圖1所示，染料脫色率隨著pH值增加而增加，在pH=2時，脫色率較低，在pH=8左右脫色率達(dá)到最高95%，然后隨著pH的增加脫色率反而降低，降至80%。這說明偏酸偏堿環(huán)境都不利于亞甲基藍(lán)的吸附。

2.2 吸附時間對吸附效果的影響

研究在30℃，pH=8.0條件下花生殼在不同吸附時間對亞甲基藍(lán)的脫色效果，如圖2所示。結(jié)果表明，在吸附初期，吸附速率較快，吸附30min后趨于緩慢。這是因為吸附質(zhì)擴(kuò)散進(jìn)入吸附劑花生殼內(nèi)部，所以速率趨于平緩[4]?；ㄉ鷼ぴ?10min達(dá)到最大值96%，之后略有下降。

圖1 pH值對吸附效果的影響

圖2 吸附時間對吸附效果的影響

2.3 吸附劑用量對吸附效果的影響

在100mg/L的亞甲基藍(lán)中，分別加入0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0g花生殼，在30℃，120 r·min-1，振蕩3h，離心測定染料的脫色率。由圖3可知，當(dāng)吸附劑量初始增加時，吸附脫色率增加較快。在用量為4.5g時吸附達(dá)到飽和，其脫色率不再增加。

圖3 吸附劑用量對吸附效果的影響

3 結(jié)論

花生殼對亞甲基藍(lán)染料有較好的脫色效果，隨著pH值的增加，吸附率增加。pH值為8.0，吸附劑量為2.5g，吸附時間為30min能達(dá)到脫色率95%。

[1]Mondal, S. Methods of dye removal from dye house effluent-an overview [J].Environmental Engineering Science, 2008, 25(3): 383-396.

[2]鄒衛(wèi)華, 李苛，白紅娟，等. 花生殼對水中陽離子染料吸附性能的研究[J]. 鄭州大學(xué)學(xué)報, 2010, 31(6): 87-90.

[3]Gupta V K, Jain R, Varshney S, et al. Removal of reactofix golden yellow 3 RFN from aqueous solution using wheat husk-an agricultural waste[J]. Journal of Hazardous Materials, 2007, 142(1/2):443-448.

[4]黃洪, 顏環(huán)環(huán), 雷鳴. 中性紅在柚子皮上的吸附機(jī)制研究[J]. 環(huán)境污染與防治, 2010,32(10): 41-45.