小麥秸稈生物質炭對印染廢水吸附效果的研究

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(西北民族大學 化工學院，甘肅 蘭州 730000)

染料讓我們的生活變得五彩斑斕，但是隨著大量的印染廢水被排放到自然水域中，人們的生存和發展受到了巨大的威脅，對于此類廢水的治理應該得到重視[1]。亞甲基藍被廣泛應用于印染行業[2]，吸附法是處理該類廢水常用的方法之一，由于生物質炭制備方法簡單、性質良好，逐漸成為人們研究的熱點[3]。因此利用儲量巨大的生物質資源[4]，制備吸附性能良好的生物質炭，對廢水的處理具有重要意義[5]。

1 試劑與儀器

材料與試劑：試驗材料小麥秸稈取自蘭州市榆中縣夏周圍田地，三水亞甲基藍(分析純)、硝酸(永清縣永飛化學試劑有限公司)。

儀器：真空干燥箱(型號：DZF-6030,上海精宏實驗設備有限公司)、臺式高溫箱式電阻爐(型號：SX-G03173,天津中環電爐股份有限公司)、臺式高速離心機(型號：H/T20MM,湖南赫西儀器裝備有限公司)、集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(型號：DF101S,鄭州長城科工貿有限公司)、UV2000紫外可見分光光度計。

2 實驗部分

2.1 生物質炭的制備

圖1 生物質炭制備示意

清洗后的秸稈在100℃的真空干燥箱里干燥10 h，取出樣品放入研缽中磨碎備用。將樣品均勻地放入石英樣品皿中，用蓋子蓋住，輕輕放入石英管中，再移至電阻爐中，氮氣吹掃10 min，排盡反應器內空氣。將電阻爐升至600℃，無氧熱解2 h，樣品經過去離子水清洗至中性，干燥后過100目篩備用。

2.2 生物質炭成分分析

采用范氏測定纖維素含量法對小麥秸稈生物質炭主要成分進行分析，測定結果如表1。

表1 小麥秸稈生物質主要成分測定結果

2.3 亞甲基藍標準曲線繪制

配置50 mg/L亞甲基藍標準溶液，分別移取0.05、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL亞甲基藍標準溶液至50 mL容量瓶中，定容后靜置備用。在λ=665 nm處測定各個溶液的吸光度值并記錄，根據數據繪制標準曲線，見圖2。

圖2 亞甲基藍標準曲線

2.4 生物質炭吸附實驗

分別取0.05、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50 g樣品加入250 mL錐形瓶，再加入100 mL配置的標準溶液，調節溫度為25℃，置于集熱式恒溫加熱磁力攪拌器1 h，放置2 h后,經過離心，測

定吸光度，結合標準曲線和公式計算出亞甲基藍去除率。

2.5 酸改性生物質炭吸附實驗

分別稱取0.05，0.10，0.20， 0.30，0.40，0.50 g生物質炭加入250 mL的錐形瓶中，按照1∶1的浸漬比，將樣品浸漬在硝酸溶液中，超聲波振蕩8 min，趕出空隙里的空氣，靜置24 h，放入100℃烘箱烘干10 h。取樣品進行吸附實驗，測量對亞甲基藍去除率。

3 結果與討論

圖3 生物質炭加入量與亞甲基藍去除率關系

由圖3可以看出，隨著生物質炭的用量增加，亞甲基藍的去除率也在提高，當生物質的用量達到0.4 g時，去除率為99.1%，亞甲基藍幾乎全部被吸收，表明實驗制備的生物質炭吸附性能良好。另外，酸改性生物質炭的吸附性能明顯提高，吸附量提高了51.7%。這可歸結于經過硝酸改性后的生物質炭的孔徑和含氧官能團增加，吸附能力變強的同時還能夠縮短吸附路徑。