紫外可见分光光度法染料的吸附性能

产业与科技论坛 2011 年第 10 卷第 9 期
研究后续实验小麦和水稻秸秆分别在溶液 pH 为 1 和 3 的条 件下进行。
表 1 pH 研究中的样品吸附度
样项 品
目
pH
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
投加质量（ g） 吸附度（ mg / g）
1
0. 1032
13. 24
2
0. 1033
12. 56
小
3
0. 1011
9. 86
【关键词】酸性品红； 小麦秸秆； 水稻秸秆； 吸附性能 【基金项目】本文为西南交通大学第十一期工程实践基金项目研究成果。 【作者简介】宋玉兰（ 1990 ～ ） ，女，浙江绍兴人，西南交通大学地球科学与环境工程学院在读本科生
龚正君，平倩，姜云晖，西南交通大学地球科学与环境工程学院
小 麦 和 水 稻 秸 秆 等 农 业 生 产 废 弃 物 ，一 般 作 为 简 单 的 燃料或直接闲置浪费。近年来人们开始逐渐拓宽农业生 产的资源化途径，其 中 将 其 用 于 环 境 污 染 治 理，实 现“以 废治废”，是一种非常 具 有 前 景 的 措 施。随 着 环 境 保 护 在 全世界的开 展，国 内 外 的 学 者 利 用 农 业 秸 秆 或 农 业 废 弃 物，如水稻秸秆、玉米 秸 秆、核 桃 壳、小 麦 秸 秆 等 进 行 改 性 制 备 成 活 性 炭 ，吸 附 处 理 废 水 中 重 金 属 和 持 久 性 有 机 污 染 物 ，并 取 得 了 良 好 的 效 果 。 酸 性 品 红 是 一 种 常 用 于 细 胞 质 染色的一种 三 苯 甲 烷 染 料，含 酸 性 品 红 的 废 水 因 其 色 度 高、可生化性差等特点，被 认 为 环 境 保 护 行 业 难 处 理 的 废 水之一。目前尚未有将其从废水中清除的有效方法。本 文探讨了水稻秸秆及小麦秸秆吸附酸性品红的主要影响 因 素 及 其 最 佳 吸 附 参 数 等 ，旨 在 开 辟 水 稻 和 小 麦 秸 秆 资 源 化 和 含 酸 性 品 红 废 水 处 理 的 新 途 径 ，也 为 日 后 研 究 废 水 中 酸性品红的去除方法提供依据。
一、实验材料和方法 （ 一） 实验试剂和仪器。实验药品酸性品红、盐酸、氢氧 化钠均为分析纯。所有实验用水均为二次去离子水。实验 仪器有紫外可见分光光度仪，精密 pH 计，电子天平。 （ 二） 小麦和水稻秸秆材料制备。小麦和水稻秸秆取自 农贸市场。用自来水清洗后，在 105℃ 烘箱中烘干取出，经粉 碎机粉碎至粉末状，装瓶备用。 （ 三） 实验方法。配置有浓度梯度的酸性品红溶液，以蒸 馏水作参比，用紫外分光光度仪扫描波长，得出最大吸收波长， 并在此波长下绘制浓度一吸光度标准曲线。配制酸性品红浓 度一定、不同 pH（ 1 ～ 7） 的小麦秸秆 － 酸性品红试样及水稻秸 秆 － 酸性品红试样，混合均匀后，在室温下反应 24 小时，过滤 取样，用紫外可见分光光度仪测量其吸附后酸性品红浓度，分 别得出其吸附的最佳 pH 值。分别在最佳 pH 及等温条件下， 配置有浓度梯度的小麦秸秆 － 酸性品红试样及水稻秸秆 － 酸 性品红试样，室温下反应 24 小时，用紫外可见分光光度仪测量 其吸附后酸性品红浓度，利用 Langmuir 和 Freundlich 吸附模型 进行拟合，比较小麦秸秆和水稻秸秆的吸附性能。
（ 四） 吸附量的计算。溶液中酸性品红浓度采用紫外可
见分光光度仪测定。吸附度采用下式计算：
Q
=
（
C0
－ C1 ） M
V ；
上式中 Q 为 t 时刻的吸附量，mg / g； C0 和 C 分别代表酸性品 红的原液浓度和 t 时刻的浓度，mg / L； V 为移取的溶液体积， L； M 为吸附剂用量，g
二、结果与讨论
（ 一） 波长选择。将酸性品红配成浓度分别为 10mg / L、 20mg / L、30mg / L、40mg / L、50mg / L 的溶液，以蒸馏水作参比， 随机取浓度为 10mg / L 的酸性品红 1mL，稀释 10 倍，用紫外 分光光度计扫描 波 长，从 扫 描 波 长 图 可 知，酸 性 品 红 的 最 大 吸收波长为 522nm，在此波长下，测定标准系列的吸光度，并 以吸光度对染料浓度作图，绘制校准曲线，见图 1。
产业与科技论坛 2011 年第 10 卷第 9 期
紫外可见分光光度法研究染料的吸附性能
□宋玉兰 龚正君 平 倩 姜云晖
【摘 要】利用小麦和水稻秸秆作为吸附材料对酸性品红进行吸附研究。实验表明，在吸附时间均为 8h 的条件下，小麦秸秆在溶 液 pH 值为 1 时吸附量达到最大； 水稻秸秆则在溶液 pH 值为 3 时吸附量达到最大。采用准一级吸附动力学方程能很好 地描述吸附剂对酸性品红的吸附行为。在室温条件下（ 15℃ ） ，吸附剂吸附酸性品红的过程符合 Langmuir 和 Freundlich 吸附模型。
由图可知： 小麦和水稻秸秆在碱性环境中对酸性品红的 吸附量很小，在酸性条件下，吸附量随 pH 值的降低，呈上升 趋势。这是由于在酸性条件下，吸附剂上针对酸性品红的吸 附基团变得更活 跃，反 之，在 碱 性 条 件 下 活 性 受 到 抑 制。 本
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Industrial & Science Tribune 2011.（10）.9
麦
4
0. 1017
9. 66
秸
5
0. 1016
0. 60
秆
6
0. 1078
6. 33
7
0. 1073
2. 86
1.6 y=0.0346x-0.0234
1.4 R2=0.9989
■
1.2
吸光度 ABS
1
■
0.8
■
0.6
0.4
■
0.2 ■
00%%%%%5%%%%%10%%%%%15%%%%%20%%%%%25%%%%%30%%%%%35%%%%%40%%%%%45 -0.2
图 1 标准曲线
（ 二） pH 值对吸附性能的影响。在室温和吸附试验时间 为 24 小时条件下，考察溶液 pH（ 1 ～ 7） 范围内，小麦和水稻 秸秆对酸性品红的吸附过程的影响。吸附过程分别在 pH（ 1 ～ 7） 范围内进行，待吸附完成后，将 pH 调至 8，然后测定浓 度。数据与结果如表 1 及图 2 所示