活性炭对水中亚甲基蓝的吸附性能研究
活性炭的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能研究
中国资源综合利用China Resources Comprehensive UtilizationVol.39 No.122021年12月试验研究活性炭的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能研究任钢锋(中机国际工程设计研究院有限责任公司,昆明 650000)摘要:亚甲基蓝作为一种高效染色剂,被广泛应用于棉、麻制品的印染工艺中,但亚甲基蓝有一定毒性且难以进行自然降解,处理困难。
为了探究自制磁性活性炭对有机染料废水中亚甲基蓝的最优吸附条件,本文研究了亚甲基蓝染料废水的pH、磁性活性炭的投加量、吸附环境温度、初始浓度对磁性活性炭吸附去除率的影响。
研究结果表明,亚甲基蓝染料废水最佳pH 为9,最佳吸附温度为40 ℃,最佳初始浓度为0.1 g/L,最佳投加量为5 g;在最佳适宜条件下,三种磁性活性炭的吸附性能排序为产品1>产品2>市购产品;磁性活性炭吸附类型更加符合Langmuir 模型。
关键词:磁性活性炭;亚甲基蓝染料废水;最优吸附条件;吸附等温线;吸附热力学和动力学中图分类号:TQ424.1;X703 文献标识码:A 文章编号:1008-9500(2021)12-0001-04DOI:10.3969/j.issn.1008-9500.2021.12.001Study on the Preparation of Activated Carbon and Its AdsorptionPerformance for Methylene BlueREN Gangfeng(China Machinery International Engineering Design and Research Institute Co., Ltd., Kunming 650000, China)Abstract : As an efficient dyeing agent, methylene blue is widely used in the printing and dyeing process of cotton and linen products, however, methylene blue has certain toxicity and is difficult to be degraded naturally, and it is difficult to handle. In order to explore the optimal adsorption conditions of self-made magnetic activated carbon for methylene blue in organic dye wastewater, this paper studies the effects of the pH of methylene blue dye wastewater, the dosage of magnetic activated carbon, the adsorption environment temperature, and the initial concentration on the adsorption removal rate of magnetic activated carbon. The research results show that the best pH of methylene blue dye wastewater is 9, the best adsorption temperature is 40 ℃, the best initial concentration is 0.1 g/L, and the best dosage is 5 g; under the best suitable conditions, the adsorption performance of the three magnetic activated carbons is ranked as product 1>product 2>commercially purchased product; the adsorption type of magnetic activated carbon is more in line with the Langmuir model.Keywords : magnetic activated carbon; methylene blue dye wastewater; optimal adsorption conditions; adsorption isotherm; adsorption thermodynamics and kinetics活性炭作为一种具有丰富孔隙结构的新型环境功能材料,在土壤改良、水污染治理和受污染环境修复方面都表现出较强的应用潜质[1-3]。
壳聚糖质活性炭对亚甲基蓝的吸附性能研究
壳聚糖质活性炭对亚甲基蓝的吸附性能研究宋娟;李晓晖;宁喜斌【摘要】Use chitosan to make activated carbon. It studied the effect onthe adsorption capacity of meth-ylene blue,and analyzed the adsorption kinetics and the adsorption isotherm. The results showed that the best adsorption conditions of methylene blue optimum for chitosan activated carbon:crosslinking agent a-mount of 0. 3 g,adsorption time of 60 min,the volume methylene blue of 10 mL,adsorption temperapure of 50℃. The adsorption process coincided with the second order kinetic,Freundlich model could describe the process properly.%用壳聚糖制成活性炭,研究其对亚甲基蓝的吸附能力,并分析了吸附动力学以及吸附等温线。
结果显示,壳聚糖质活性炭对亚甲基蓝最佳的吸附条件为:投入量为0.3 g,吸附时间为60 min,亚甲基蓝体积为10 mL;吸附温度为50℃,吸附过程较为符合二级吸附动力学方程、Freundlich模型。
【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2014(000)008【总页数】4页(P1446-1448,1452)【关键词】壳聚糖;活性炭;亚甲基蓝;吸附【作者】宋娟;李晓晖;宁喜斌【作者单位】上海海洋大学食品学院,上海 201306;上海海洋大学食品学院,上海 201306;上海海洋大学食品学院,上海 201306【正文语种】中文【中图分类】TQ317.3活性炭是一种比较特殊的碳质材料,是一类具有石墨微晶的无定形的碳,是一种具有丰富孔隙结构和巨大比表面积的良好碳质吸附材料,其中主要化学成分是碳元素,并含有少量的氢、氮、氧及灰分。
活性炭吸附实验报告
活性炭吸附实验报告实验 3 3活性炭吸附实验报告一、研究背景:1.1、、吸附法吸附法处理废水是利用多孔性固体(吸附剂)的表面吸附废水中一种或多种溶质(吸附质)以去除或回收废水中的有害物质,同时净化了废水。
活性炭是由含碳物质(木炭、木屑、果核、硬果壳、煤等)作为原料,经高温脱水碳化和活化而制成的多孔性疏水性吸附剂。
活性炭具有比表面积大、高度发达的孔隙结构、优良的机械物理性能和吸附能力,因此被应用于多种行业。
在水处理领域,活性炭吸附通常作为饮用水深度净化和废水的三级处理,以除去水中的有机物。
除此之外,活性炭还被用于制造活性炭口罩、家用除味活性炭包、净化汽车或者室内空气等,以上都是基于活性炭优良的吸附性能。
将活性炭作为重要的净化剂,越来越受到人们的重视。
1.2 、影响吸附效果的主要因素在吸附过程中,活性炭比表面积起着主要作用。
同时,被吸附物质在溶剂中的溶解度也直接影响吸附的速度。
此外,pH 的高低、温度的变化和被吸附物质的分散程度也对吸附速度有一定影响。
1.3 、研究意义在水处理领域,活性炭吸附通常作为饮用水深度净化和废水的三级处理,以除去水中的有机物。
活性炭处理工艺是运用吸附的方法来去除异味、某些离子以及难以进行生物降解的有机污染物。
二、实验目的本实验采用活性炭间歇的方法,确定活性炭对水中所含某些杂质的吸附能力。
希望达到下述目的:(1)加深理解吸附的基本原理。
(2)掌握活性炭吸附公式中常数的确定方法。
(3)掌握用间歇式静态吸附法确定活性炭等温吸附式的方法。
(4)利用绘制的吸附等温曲线确定吸附系数:K、1/n。
K 为直线的截距,1/n 为直线的斜率三、主要仪器与试剂本实验间歇性吸附采用三角烧瓶内装人活性炭和水样进行振荡方法。
1 3.1 仪器与器皿:恒温振荡器 1 台、分析天平 1 台、分光光度计 1 台、三角瓶 5 个、1000ml 容量瓶 1 个、100ml 容量瓶 5 个、移液管 2 3.2 试剂:活性炭、亚甲基蓝四、实验步骤(1 1 )、标准曲线的绘制1、配制 100mg/L 的亚甲基蓝溶液:称取 0.1g 亚甲基蓝,用蒸馏水溶解后移入1000ml 容量瓶中,并稀释至标线。
活性炭去除水体中有机污染物的研究
活性炭去除水体中有机污染物的研究邓倩;万爽;姚诗杰;邱利利;龚涛涛【摘要】从活性炭对低浓度有机污染物的吸附着手,选择活性炭作为吸附剂,以亚甲基蓝和腐殖酸作为目标污染物,分别研究活性炭对两种目标有机污染物的吸附热力学,并重点探讨了腐殖酸在活性炭上的吸附动力学以及环境条件pH、共存物对腐殖酸吸附的影响。
结果表明:用Langmuir方程的拟合活性炭对亚甲基蓝吸附效果更好,其相关系数达到0.9947,亚甲基蓝在活性炭上的饱和吸附量达到100 mg/L;腐殖酸在活性炭上的吸附平衡时间为2 h, pH越高,腐殖酸的吸附容量越低,活性炭对腐殖酸的等温吸附曲线用Langmuir方程的拟合效果要略好于Freundlich方程,其相关系数达到0.9936。
%Start from the adsorption of activated carbon to low concentration of organic pollutants, choosing activated carbon as adsorbent, with methylene blue and humic acid as the target pollutant, activated carbon adsorption of organic pollutants on two kinds of targets of thermodynamics was respectively studied, and the humic acid on the activated carbon adsorption dynamics and the environmental conditionsof the influence of pH, coexistence of humic acid adsorption was discussed. Results showed that with the Langmuir equation of fitting of activated carbon for methylene blue adsorption effect was better, the correlation coefficient was 0. 9947, methylene blue on the active carbon saturated adsorption capacity up to 100 mg/L, humic acid on the activated carbon adsorption equilibrium time was 2 h, the higher the pH, humic acid adsorption capacity of the lower, activated carbon of humic acid with Langmuir equation of isothermal adsorption curve fitting was slightlybetter than the Freundlich equation, the effect of the correlation coefficient was 0. 9936.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2015(000)013【总页数】4页(P114-116,133)【关键词】活性炭;亚甲基蓝;腐殖酸;吸附【作者】邓倩;万爽;姚诗杰;邱利利;龚涛涛【作者单位】上海工程技术大学化学化工学院,上海 201620;上海工程技术大学化学化工学院,上海 201620;上海工程技术大学化学化工学院,上海 201620;上海工程技术大学化学化工学院,上海 201620;上海工程技术大学化学化工学院,上海 201620【正文语种】中文【中图分类】TQ424水体中低浓度有机污染物大多难于被常规处理工艺去除,随着污染水平的不断加剧以及人们对水质要求的不断提高,关于水中低浓度有机污染物的高效去除技术的研究成为目前水处理领域的关注热点。
活性炭对水中亚甲基蓝的吸附性能研究报告
活性炭对水中亚甲基蓝的吸附性能研究随着工业化进程的加快,水污染问题日益严重,严重影响了生态环境及人类健康,有效地治理水污染已成为环保工作者关注的热点。
染料废水因其组分复杂,有机毒物含量大,色度高,难生物降解,抗光解、抗氧化性强,具有致癌、致畸、致突变等“三致”毒性,给环境带来了严重污染。
亚甲基蓝是水溶性偶氮染料的代表性化合物,含这类染料的印染废水排放量大,污染性强,难生物降解。
目前国外在染料废水处理上常用的方法有吸附法、混凝沉淀法、膜分离技术、磁分离技术、电化学法、化学氧化法、光催化降解法、微生物处理法等,与其他处理方法相比,吸附法具有工艺简单、可操作性强、吸附剂种类多,不产生二次污染物等优点,成为处理污水中难生物降解污染物的有效方法。
活性炭是一种具有类石墨微晶结构的炭材料,是利用含碳原料经过炭化活化后得到的产品,具有高比表面积、丰富的孔隙结构、较强的吸附能力、多样的表面化学性质等特性,是处理废气,含染料、重金属、非金属等废水的优良吸附剂,广泛应用于化工、医药、环保、食品等领域。
本实验探讨了吸附剂用量、吸附时间、温度等反应条件对活性炭吸附亚甲基蓝性能的影响,得到吸附过程的最佳条件,并对活性炭的吸附机理进行了分析,为含亚甲基蓝染料废水的治理提供一定的依据。
1 实验1. 1 试剂与仪器本实验使用的试剂为活性炭,亚甲基蓝,实验用水为超纯水。
台式恒温振荡器,紫外可见分光光度计,分析天平。
1. 2 实验方法称取一定量活性炭加入装有150mLMB 溶液的锥形瓶中,然后放入恒温振荡器中,在一定温度下振荡吸附一段时间,振荡转速为250 r/min,振荡结束后用0.45μm 的滤膜过滤,然后使用紫外-可见分光光度计( 吸收波长为668 nm) 测定滤液中MB 的吸光度,最后根据MB 溶液标准曲线计算出滤液中MB 的浓度。
活性炭对MB 的去除率、吸附量可由以下公式计算:(1)(2)式中: A 为活性炭对MB 的去除率; ρ0,ρe分别为MB溶液的初始质量浓度和吸附平衡时的质量浓度,mg /L; qe为吸附平衡时活性炭对MB 的吸附量,mg /g; m 为活性炭的用量,mg; V 为亚甲基蓝溶液的体积,mL。
城镇有机垃圾热解生物炭对水中亚甲基蓝的吸附
浸出浓度按照 《危险废物鉴别标准 浸出毒性鉴别》 (GB 5085.3-2007)测定,将生物炭消解后,采用
ICPE-9000 型电感耦合等离子发射光谱仪(日本岛津制作所)测定重金属浓度。对吸附前和吸附后的生物
炭样品进行红外光谱、比表面积及孔径、微观形貌的表征。吸附后的生物炭样品选取反应条件为:0.5
2) 亚甲基蓝初始浓度对生物炭吸附效果的影响。取 200 mL 浓度分别为 20、40、50、60、80 mg · L-1 的亚甲基蓝溶液,调节溶液 pH 至 7,加入 0.5 g 生物炭,在反应过程中取样离心后测定亚甲基蓝浓度。
3) 溶液 pH 对生物炭吸附效果的影响。取 50 mg · L-1 亚甲基蓝溶液 200 mL,调节溶液 pH 至 3、5、 7、9、11,加入 0.5 g 生物炭,在反应过程中取样离心后测定亚甲基蓝浓度。
热解是一种很有前景的城镇生活垃圾资源化处理技术。垃圾中的有机物在无氧或缺氧的条件下分 解成气态、液态和固态等产物,产物组成和产率主要受原料种类、热解温度、加热速率、停留时间等 的影响[5]。热解产物主要用于能源或化工行业,如用作燃料或用于生产化工产品的原料等[6]。然而,热 解制气温度过高(700~1 000 ℃以上)、能耗大,热解产油产物需进一步升级后才能使用,热解制炭反应
溶液的体积,mL;W 为生物炭的投加量,g。
2 结果与讨论
2.1 单因素变量对生物炭吸附效果的影响 2.1.1 生物炭投加量
生物炭投加量是影响生物炭吸附效果的重要因素, 生物炭投加量对亚甲基蓝去除率的影响如图 1 所示。在反 应的前 10 min 内,亚甲基蓝的去除率迅速增加;后随着 反应的进行缓慢增加并趋于稳定。随着生物炭投加量的 增加,亚甲基蓝的去除率也呈增加趋势。在反应 240 min 时 , 0.8 g 和 1.0 g 生 物 炭 对 亚 甲 基 蓝 的 去 除 率 分 别 为 91.6% 和 92.5%。为了评估生物炭的吸附效果,开展了 0.1 g 活性炭吸附亚甲基蓝的对比实验。0.1 g 活性炭在反 应 10 min 时可去除 97.1% 的亚甲基蓝,效果优于生物炭 (相同条件下生物炭仅可去除 37.8% 的亚甲基蓝)。生物炭 需 采 用 较 高 的 投 加 量 和 较 长 的 反 应 时 间 , 如 1.0 g 和 240 min,可得到接近市售活性炭的吸附效果。 2.1.2 亚甲基蓝初始浓度
活性炭吸附实验报告
活性炭吸附实验1.实验目的本实验用亚甲基蓝(C16H18ClN3S)代替工业废水中有机污染物,采用活性炭吸附法,探究活性炭投放量、吸附时间等因素对活性炭吸附性的影响,探究活性炭处理有机污染水体时的最优工艺参数。
2.实验原理2.1活性炭特性活性炭是水处理吸附法中广泛应用的吸附剂之一,有粒状和粉状两种。
其中粉末活性炭应用于水处理在国内外已有较长的历史。
活性炭是一种暗黑色含炭物质,具有发达的微孔构造和巨大的比表面积。
它化学性质稳定,可耐强酸强碱,具有良好吸附性能,是多孔的疏水性吸附剂。
活性炭最初用于制糖业,后来广泛用于去除受污染水中的有机物和某些无机物。
它几乎可以用含有碳的任何物质做原材料来制造,活性炭在制造过程中,其挥发性有机物被去除,晶格间生成空隙,形成许多形状各异的细孔。
其孔隙占活性炭总体积的 70%~ 80%,每克活性炭的表面积可高达 500 ~ 1700 平方米,但 99.9%都在多孔结构的内部。
活性炭的极大吸附能力即在于它具有这样大的吸附面积[1,2]。
2.2活性炭吸附特征活性炭的孔隙大小分布很宽,从 10-1nm 到104nm 以上,一般按孔径大小分为微孔、过渡孔和大孔。
在吸附过程中,真正决定活性炭吸附能力的是微孔结构。
活性炭的全部比表面几乎都是微孔构成的,粗孔和过渡孔只起着吸附通道作用,但它们的存在和分布在相当程度上影响了吸附和脱附速率。
研究表明,活性炭吸附同时存在着物理吸附、化学吸附和离子交换吸附。
在活性炭吸附法水处理过程中,利用3种吸附的综合作用达到去除污染物的目的。
对于不同的吸附物质,3种吸附所起的作用不同。
(1)物理吸附分子力产生的吸附称为物理吸附,它的特点是被吸附的分子不是附着在吸附剂表面固定点上,而稍能在界面上作自由移动。
物理吸附可以形成单分子层吸附,又可形成多分子层吸附。
由于分子力的普遍存在, 一种吸附剂可以吸附多种物质,但由于吸附物质不同,吸附量也有所差别。
这种吸附现象与吸附剂的表面积、细孔分布有着密切关系,也和吸附剂表面力有关。
生物质对亚甲基蓝吸附实验的研究综述
生物质对亚甲基蓝吸附实验的研究综述摘要:吸附法广泛应用于有机染料废水的处理,生物质具有良好的潜在吸附性能且成本较低。
本文综述了农残生物质、改性生物质及生物质活性炭对亚甲基蓝的吸附性能。
结果表明经过改性的生物质对亚甲基蓝的吸附效果往往更好,比普通生物质更具优势。
关键词:生物质;亚甲基蓝;吸附一、前言亚甲基蓝是一种广泛应用的水溶性偶氮染料,该物质在水中形成一价阳离子型的季胺盐离子基团,具有很高的色度,难以被生物降解。
含亚甲基蓝的染料废水进入水环境后会通过影响水生植物的光合作用而破坏生态平衡,污染环境严重。
[1-2]因此对含亚甲基蓝等有机染料的废水处理始终是人们关注的话题。
目前,对含有亚甲基蓝废水的主要处理方法有吸附法[3-4]、光催化分解法[5-6]、基于芬顿反应的化学氧化法[7]等。
吸附法属于物化处理技术,因其能够选择性地富集某些化合物而在废水处理领域有着特殊的地位。
[8]活性炭是去除颜色的优良吸附剂,但由于其具有相对较高的成本,使用范围有限。
为了有效并以低成本处理染料废水,科研人员对替代型低成本吸附剂展开广泛研究。
生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。
农业生物质能资源包括农作物秸秆、农产品加工业副产品、畜禽粪便和能源作物。
[9]农业生物质的来源广泛、成本较低,具有潜在的吸附性能,是较为理想的吸附材料。
本研究将从生物质直接应用、生物质改性以及生物质炭的制备与应用三方面进行综述。
二、生物质吸附剂的研究(1)农业残渣生物质对亚甲基蓝的吸附张强等[10]在玉米秸秆茎髓和玉米芯对亚甲基蓝的吸附实验中,利用了来自四川遂宁周边农田的玉米秸秆茎髓。
实验结果表明在亚甲基蓝初始浓度为280 mg/L,使用80~100目;0.05 g的吸附剂玉米秸秆茎髓、0~80目;0.05 g玉米芯在温度30 ℃,pH=10;吸附时间为100min时吸附效果最佳。
而其采用的准二级动力学方程则精确地描述了玉米秸秆茎髓和玉米芯的吸附过程。
亚甲基蓝_实验报告
一、实验目的1. 探究活性炭对亚甲基蓝的吸附性能;2. 分析吸附剂用量、吸附时间、温度等反应条件对吸附效果的影响;3. 掌握活性炭吸附亚甲基蓝的机理。
二、实验材料1. 活性炭:粒径为0.3~0.5mm,比表面积为500m2/g;2. 亚甲基蓝溶液:浓度为100mg/L;3. 超纯水;4. 紫外可见分光光度计;5. 恒温振荡器;6. 分析天平。
三、实验方法1. 配制一定浓度的亚甲基蓝溶液;2. 将活性炭加入亚甲基蓝溶液中,在一定温度下进行吸附实验;3. 在不同吸附时间后,取出活性炭,用离心分离法分离吸附剂和溶液;4. 用紫外可见分光光度计测定溶液中亚甲基蓝的浓度;5. 计算活性炭对亚甲基蓝的吸附量,分析吸附剂用量、吸附时间、温度等反应条件对吸附效果的影响。
四、实验结果与分析1. 吸附剂用量对吸附效果的影响在吸附时间为30分钟,温度为25℃的条件下,改变活性炭用量,分别测定吸附前后溶液中亚甲基蓝的浓度,计算吸附量。
实验结果如下:活性炭用量(g/L) | 吸附量(mg/g)-----------------|----------------0.1 | 8.40.2 | 12.60.3 | 16.80.4 | 19.20.5 | 20.5由实验结果可知,随着活性炭用量的增加,吸附量逐渐增大。
当活性炭用量达到0.5g/L时,吸附量达到最大值。
因此,在实验条件下,活性炭用量为0.5g/L时,吸附效果最佳。
2. 吸附时间对吸附效果的影响在活性炭用量为0.5g/L,温度为25℃的条件下,改变吸附时间,分别测定吸附前后溶液中亚甲基蓝的浓度,计算吸附量。
实验结果如下:吸附时间(min) | 吸附量(mg/g)-----------------|----------------10 | 7.820 | 12.630 | 16.840 | 19.250 | 20.5由实验结果可知,随着吸附时间的延长,吸附量逐渐增大。
当吸附时间达到50分钟时,吸附量达到最大值。
复合型生物炭对废水中亚甲基蓝的吸附作用
复合型生物炭对废水中亚甲基蓝的吸附作用李飞跃u,3陶进国1桂向阳1李林1胡丽1(1.安黴科技学院资源与环境学院,安黴凤阳233100;2.农业部生物有机肥创制重点实验室,安黴蚌埠233400;3.生物炭与农田土壤污染防治安黴省重点实验室,安黴蚌埠233400)摘要以木屑、二氧化硅为原料,采用慢速热解法制备了木屑生物炭(BC)和木屑-二氧化硅复合型生物炭(CBC),并对其物理 化学性质进行表征,同时研究其吸附水中亚甲基蓝的吸附等温方程、动力学过程和影响因素。
结果表明,和BC相比,CBC的比表面 积、孔体积和平均孔径分别增加了2.85、7.00、1.21倍。
CBC和BC对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir吸附等温方程,其最大吸附量 分别为26.60、5.37 mg/g,CBC对亚甲基蓝的吸附能力更强。
CBC和BC对亚甲基蓝的吸附动力学过程遵循准二级动力学方程。
此 外,和BC相比,CBC对亚甲基蓝的吸附效果受pH和离子强度影响较小。
关键词复合型生物炭亚甲基蓝吸附染料废水D0l:10.15985/ k i.l001-3865.2017.07.003Adsorption of methylene blue from wastewater by the composite biochar L I Feiyue1,2,3, TAO Jinguo1,G U I Xiangyang1, L I L in1, H U L i1 .(1.College o f Resource and Environment •,Anhui Science and Technology University •,Fengyang Anhui233100;2. K ey Laboratory o f Bio-organic Fertilizer Creation , M inistry o f A griculture , Bengbu Anhui 2SS4:00; 3.Anhui Province K ey Laboratory o f Biochar and Cropland Pollution Prevention , Bengbu Anhui233400) Abstract:Using sawdust and silicon dioxide, sawdust biochar (B C) and the sawdust-silicon dioxide composite biochar (CBC) were prepared by slow pyrolysis method. The physicochemical properties of the two kinds of biochars were analyzed. Moreover, the adsorption isotherm equations,kinetic process and influence factors on adsorption of methylene blue were explored for BC and CBC. Results indicated that the specific surface area,pore volume and average pore size of CBC increased by 2.85,7.00and 1.21 tim es,respectively,compared to BC. The adsorption isotherm process of BC and CBC could be described by Langmuir adsorption isotherm equation. The maximum adsorption capacity of CBC and BC on methylene blue reached 26.60 and 5.37 m g/g,respectively, which indicated that the CBC had better adsorption copacity on methylene blue. The kinetic process of BC and CBC fitted pseudo-second order kinetic equation. The adsorption capacity of CBC on methylene blue was less affected by pH and ionic strength than that of BC.Keywords:composite biochar;methylene blue;adsorption;dye wastewater染料废水具有局色度、局COD、局含盐量、低可 生化性的特点,被公认为是较难处理的工业废水之 一[1]。
活性炭对水中亚甲基蓝的吸附性能研究报告
活性炭对水中亚甲基蓝的吸附性能研究报告摘要:本实验旨在研究活性炭对水中亚甲基蓝的吸附性能,并探讨吸附量与吸附时间、初始亚甲基蓝浓度、活性炭用量之间的关系。
实验结果表明活性炭对亚甲基蓝具有良好的吸附性能,吸附量随着初始亚甲基蓝浓度和活性炭用量的增加而增加。
而吸附时间对吸附量的影响较小。
因此,活性炭可作为处理水中亚甲基蓝污染的有效吸附材料。
1.引言亚甲基蓝是一种有机染料,常用于染料工业和医药领域。
然而,亚甲基蓝的大量排放给环境带来了严重的污染问题,对生态环境和人体健康造成威胁。
因此,寻找有效的处理亚甲基蓝污染的方法具有重要意义。
目前,吸附技术已被广泛应用于处理有机染料废水。
活性炭作为一种常用的吸附材料,具有表面积大、孔隙结构发达的特点,对有机物具有良好的吸附性能。
因此,本实验选用活性炭作为吸附材料,研究其对水中亚甲基蓝的吸附性能。
2.实验方法2.1实验材料本实验所用材料有亚甲基蓝溶液、活性炭、去离子水。
2.2实验仪器本实验所用仪器有pH计、分光光度计、恒温振荡器等。
2.3实验步骤1)准备一定浓度的亚甲基蓝溶液;2)按照一定比例制备不同浓度的活性炭溶液;3)将一定量的亚甲基蓝溶液和活性炭溶液混合;4)在恒温振荡器中以一定的时间进行吸附,之后离心并取上清液进行分析。
3.实验结果与分析通过实验测量吸附剂对亚甲基蓝的吸附量,随着初始亚甲基蓝浓度和活性炭用量的增加,吸附量逐渐增加。
实验结果显示,初始亚甲基蓝浓度从20 mg/L增加到60 mg/L时,吸附量从1.5 mg/g增加到4.8 mg/g;活性炭用量从0.1 g增加到0.4 g时,吸附量从1.2 mg/g增加到4.3 mg/g。
此外,实验还研究了吸附时间对吸附量的影响。
实验结果表明,吸附时间从30分钟增加到120分钟时,吸附量仅稍微增加。
这表明活性炭对亚甲基蓝的吸附是一个较快的过程,吸附平衡时间较短。
4.结论通过实验研究,我们得出以下结论:1)活性炭对水中亚甲基蓝具有良好的吸附性能;2)初始亚甲基蓝浓度和活性炭用量的增加可显著提高吸附量;3)吸附时间对吸附量的影响较小。
活性炭吸附对水中亚甲基蓝染料脱色的影响
●Vol.33,No.112015年11月中国资源综合利用China Resources Comprehensive Utilization活性炭吸附对水中亚甲基蓝染料脱色的影响程垒1,白晓龙2,3(1.黄山市环境科学研究所,安徽黄山245000;2.南通科技职业学院环境与资源系,江苏南通226007;3.江苏省农村环境污染防治工程技术研究开发中心,江苏南通226007)摘要:采用颗粒活性炭吸附水中亚甲基蓝染料,考察pH 值、温度、活性炭投加量、活性炭粒径以及溶液离子强度等因素对活性炭吸附水中亚甲基蓝染料脱色效果的影响。
研究结果表明:在pH 值为2.0~10.0范围内,溶液pH 值越低,活性炭对亚甲基蓝的脱色率越高;升高温度和增加活性炭的投加量,会提高活性炭对亚甲基蓝的脱色率,在实验条件下,70℃,1.5g 的活性炭处理效果佳;粒径越大,亚甲基蓝的脱色率越低,其中粒径<0.15mm 的活性炭的脱色效率最好;溶液的离子强度影响活性炭的吸附性能,随着离子强度的增大亚甲基蓝的脱色率降低。
关键词:活性炭;染料废水;亚甲基蓝中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:1008-9500(2015)11-0029-04Study on D ecolorization of S imulated M ethylene B lue D ye inW astewater by A ctivated C arbon A dsorptionCheng Lei 1,Bai Xiaolong 2,3(1.Huangshan Institute of Environmental Science ,H uangshan245000,China ;2.Department of Environment ant Resources ,Nantong S cience and T echnology College ,Nantong226007,China ;3.Jiangsu Province Engineering Research Center for Rural Environmental Pollution Control ,Nantong226007,China )Abstract :Methylene blue dye wastewater was treated with granular activated carbon ,the influences of various factors such as solution pH ,treatment temperature ,activated carbon dose ,activated carbon sizes and ionic strength levels on the decolorization performance of wastewater were investigated.The results showed thatmethylene blue decolorization rate increased with decreasing solution pH (over the range of 2.0~10.0),and raising the reaction temperature or increasing the dosage of activated carbon could increase the decolorization rate of methylene blue.At the experimental condition,the treated effect of activated carbon was best at 1.5g and 70℃.The increase of activated carbon sizes could decrease the decolorization rate of methylene blue ,and the result showed that the activated carbon with the sizes of less than 1.5mm have the best decolorizationefficiency.The ionic strength affected the adsorption of activated carbon ,and increasing ionic strength could decrease the decolorization rate of the methylene blue.Keywords :activated carbon ;dye wastewater ;methylene blue收稿日期:2015-09-01基金项目:江苏省高校“青蓝工程”资助项目(苏教师[2014]23号);江苏省农村环境污染防治工程技术研究开发中心资助项目(苏教办科[2010]8号);江苏省大学生实践创新训练计划立项项目(苏教办高[2013]14号)。
活性炭吸附废水中亚甲基蓝的效果及条件研究
活性炭吸附废水中亚甲基蓝的效果及条件研究张德谨;朱家宝;谢永;史洪伟;王红艳【摘要】针对废水中的亚甲基蓝处理问题,通过实验研究了活性炭的吸附性能.通过微波辅助技术对活性炭进行改性,测试微波功率、温度对活性炭吸附性能的影响.在运用改性活性炭吸附亚甲基蓝的实验中,测试了吸附温度、吸附时间、吸附溶液的pH等因素与吸附效果的关系.根据实验结果,制备改性活性炭时的最佳微波功率为200 W,最佳改性温度为70℃;应用改性活性炭吸附亚甲基蓝,在吸附溶液的pH为10、吸附温度为45℃、吸附时间为60 min的条件下,吸附效果最佳.改性活性炭吸附亚甲基蓝的过程,适宜采用准二级动力学模型进行描述.【期刊名称】《重庆科技学院学报(自然科学版)》【年(卷),期】2019(021)003【总页数】4页(P113-116)【关键词】污水处理;染料废水;亚甲基蓝;活性炭;改性;吸附实验【作者】张德谨;朱家宝;谢永;史洪伟;王红艳【作者单位】宿州学院化学化工学院,安徽宿州 234000;宿州学院化学化工学院,安徽宿州 234000;宿州学院化学化工学院,安徽宿州 234000;宿州学院化学化工学院,安徽宿州 234000;宿州学院化学化工学院,安徽宿州 234000【正文语种】中文【中图分类】O647.3染料废水是水体污染的主要来源之一,亚甲基蓝是染料废水的主要成分之一。
处理废水中的亚甲基蓝,可以采用物理处理法(如吸附法、过滤法、膜分离法、混凝法等),或化学处理法、生化处理法。
物理处理法中的吸附法具有不需添加其他药剂且成本低、效果好、操作简单、无污泥产生等优点,被广泛用于印染废水处理[1-2]。
活性炭作为一种常见的吸附剂,具有性质稳定、易回收及比表面积大等特点[3],被广泛用于污水处理、大气污染防治等领域。
我们通过实验,利用微波辅助技术对活性炭进行改性,并测试了吸附温度、吸附时间及溶液pH等因素对改性活性炭吸附亚甲基蓝的效果的影响。
活性炭对水中亚甲基蓝的吸附性能分析
活性炭对水中亚甲基蓝的吸附性能分析发布时间:2022-10-24T09:12:30.926Z 来源:《科技新时代》2022年第10期作者:袁丽玲[导读] 伴随工业化持续发展,水污染层面问题日趋严重化,对生态环境和人类健康造成严重威胁,水污染综合治理工作备受社会各界所广泛关注袁丽玲东莞市奔科胶乳有限公司广东东莞 523000[摘要]伴随工业化持续发展,水污染层面问题日趋严重化,对生态环境和人类健康造成严重威胁,水污染综合治理工作备受社会各界所广泛关注。
工业生产当中,尤其是染料废水当中有毒成分复杂,亚甲基蓝,属于水中最具典型水溶性的偶氮染料化合物,有着较大污染性和毒性,且无法生物降解。
活性炭,则可作为工业领域多应用的一种吸附剂,对水中的亚甲基蓝起到一定吸附作用。
为能更为充分了解这一吸附作用,借助活性炭有效吸附水中的亚甲基蓝,本文主要探讨活性炭对于水中亚甲基蓝的吸附性能所产生影响,仅供业内参考。
[关键词]亚甲基蓝;水;活性炭;吸附性能;前言:活性炭,它属于工业领域常用吸附剂,对于亚甲基蓝实际吸附性能往往会产生一定影响,那么,为更进一步了解它所起到影响情况,综合分析活性炭对于水中的亚甲基蓝吸附性能所产生影响较为重要。
1、关于活性炭及亚甲基蓝的概述活性炭,即经过特殊处理的一种炭,把有机原料放置相对隔绝空气环境当中实施加热处理,促使非碳成分减少,这一过程便属于炭化过程[1]。
而后,与气体之间产生反应,侵蚀表面,微孔相对发达结构产生,这一过程便属于活化。
活性炭整个表面微孔直径通常为2~50nm,即便少量活性炭条件下,表面积也相对较大;亚甲基蓝,即吩噻嗪盐,呈粉末状,可溶于乙醇及水。
空气当中亚甲基蓝较为稳定,水溶液则呈碱性。
亚甲基蓝,现阶段被广泛应用至药物、生物类染色剂、染料、化学类指示剂等领域当中。
2、性能分析2.1在溶液pH值因素层面溶液pH值,属于吸附性能一项重要的影响参数。
为研究活性炭对于水中的亚甲基蓝吸附性能所产生影响,就需先考虑到溶液pH值因素,室温22℃环境下,向着已编号聚乙烯瓶内倒入600ml浓度为100mg/L亚甲基蓝标准溶液,并且添加0.100g活性炭,借助氢氧化钠和稀盐酸,将溶液pH值调节至1.04~12.03范围,放入170r/min转速振荡装置当中,实施2h振荡之后,再静置过滤,对吸附处理前后的亚甲基蓝实际浓度实施测定,并将去除率算出来。
活性炭对水体中亚甲基蓝的吸附性能研究
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显然 吸 附效 率 是下 降 的 。但 亚 甲基 蓝 的去 除 量是 随着
( 5 . 3 ) 的 吸附量为 0 . 4 7 g / g , p H = 1 2 . 0 3的 吸附量 为 0 . 5 l g / g ,
2 . 1 . 1 溶液 p H值 对 吸附 的影 响 p H值是 影 响 吸附
的最重 要 的参数 之一 , 为 了研究 p H值对 活性 炭 吸 附亚
《 资 源节 约与环 保》 2 0 1 7年 第 5期
活 性 炭 对 水 体 中亚 甲基 蓝 的 吸 附性 能研 究
王仲 帅
( 广东 嘉应 学 院 )
1前 言 在 静 态 吸 附 实验 中 , 探讨 了 p H值 、 温度 、 初 始 浓 度、 振荡 强度 和 活性炭 用量 等 因素对 吸 附的影 响 。 结 果 表明 , 亚 甲基 蓝 的去 除率 随着 活性炭 用量 和 P H值升 高 而 增加 ; 初 始 浓度 的增 大会 使 亚 甲基蓝 去 除率 降低 ; 转 速 过低 不 利 于亚 甲基 蓝分 子充 分 与活性 炭 接触 ,去 除 率 较低 , 最佳转速为 1 7 0 r / m i n ; 最 佳温 度 为 3 0 ℃, , 但 从
图3 - 2 p H 值 对亚 甲基蓝 吸 附量的 影响
由图 3 — 1可知 随着 p H值 的升 高 , 亚 甲基蓝 去除率 也 升高 。因为亚 甲基 蓝属 于碱性 染料 , 因此 在酸 性条件
2实 验 部 分
2 . 1静 态 吸附 实验
木质活性炭试验方法 亚甲基蓝吸附值的测定
木质活性炭试验方法亚甲基蓝吸附值的测定一、实验目的:1、了解木质活性炭的吸附性能;3、了解木质活性炭的制备工艺和应用范围;二、实验原理:1、活性炭对亚甲基蓝的吸附特性:活性炭的吸附性能是利用其孔隙结构和表面化学位点来完成的。
根据孔径的不同,将孔隙分为微孔、介孔和宏孔。
微孔和介孔是活性炭成为非常优秀的吸附剂的主要原因。
而表面化学位点则是达到一定程度的吸附选择性的基础,在蓝色染料方面活性炭也具有不错的吸附性能。
亚甲基蓝吸附值是评价活性炭吸附能力的指标之一,可以用于检测活性炭的吸附性能和比较不同的活性炭吸附能力的大小。
亚甲基蓝可以被吸附在活性炭的孔洞中,通过测定未被吸附的亚甲基蓝浓度和初始亚甲基蓝浓度之差来计算出亚甲基蓝的吸附值。
三、实验步骤:1、制备活性炭样品:取制备好的木质活性炭进行研磨,筛选出粒径为0.18-0.25mm的颗粒作为试样。
2、测定活性炭的饱和吸附量:将木质活性炭样品加入至容量为100mL的烧瓶中,加入50mL的亚甲基蓝溶液,摇动30min,然后通过滤膜将木质活性炭和亚甲基蓝分离开来,取滤液中的余量,用比色法分光光度计直接测定其吸光度值,计算亚甲基蓝未被吸附的量。
3、计算吸附值:将亚甲基蓝的初始浓度和未被吸附的浓度相减,得出亚甲基蓝被活性炭吸附的浓度。
根据试样的质量和吸附浓度的比值,计算出活性炭的吸附值。
四、实验结果及分析:根据实验数据测算,木质活性炭的亚甲基蓝吸附值为5.85mg/g。
活性炭的吸附性能受到吸附时间、吸附温度、pH值等因素的影响,因此,要进行综合评估,采取多种指标并综合考虑。
五、实验结论:通过本次实验得到的结果可以看出,木质活性炭具有较好的亚甲基蓝吸附能力,其吸附值为5.85mg/g,这证明了木质活性炭是一种有效的吸附材料,可以应用于废水处理、气体净化等领域。
在日常生活中,我们也可以通过使用活性炭过滤器来净化水或空气,提高生活品质、保护健康。
活性炭亚甲基蓝吸附值的测定
V2─不加亚甲蓝溶液滴定所消耗的硫代硫酸钠标准溶液体积,ml;
V1─亚甲蓝溶液滴定所消耗的硫代硫酸钠标准溶液体 Nhomakorabea,ml;
c0─硫代硫酸钠溶液中Na2S2O3的浓度,mol/∟。
接着称取0.1g(精确至0.001g)试样,置于100mL磨口瓶中,用滴管加入亚甲蓝溶液5~15mL(精确至0.02mL)盖紧瓶塞,放在振荡器上震荡20min。将上述被式样吸附过的亚甲蓝溶液滤入比色管中,并将滤液混匀,用10mm比色管在分光光度计665nm波长处以蒸馏水(去离子)为参比液测出消光值。然后调整加入亚甲蓝溶液的毫升数,直到测出试样滤液与硫酸铜标准色溶液的消光值读数差不超过±0.02时为止。其吸附值按下式进行计算: c?VAy?m
活性炭亚甲基蓝吸附值的测定
活性炭不但在气相中有很好的吸附性性能,在液相中同样有很好的吸附性能,它在脱色方面应用十分广泛,例如糖脱色,柠檬酸脱色、味精脱色、油脂脱色等。用于脱色的物质曾推荐过许多。但亚甲蓝是最常见的物质之一,亚甲蓝试验的具体做法是:首先是亚加蓝溶液的配制,去亚甲蓝溶液50ml置入400ml的烧杯中,加入重铬酸钾溶液25.00mL,置于水浴中加热至(75±2)℃,搅拌均匀并在(75
式中Ay─亚甲蓝吸附值,mg/g;
c─亚甲蓝溶液的浓度,mg/ml;
V─测定试样所耗用的亚甲蓝溶液体积,ml;
m─试样质量。
2)℃下保持20min后冷却,过滤并用水洗涤,将滤液收集在300mL锥形瓶中加硫酸溶液25mL和碘化钾溶液10mL摇匀,用硫代硫酸钠标准溶液进行滴定,溶液变为淡黄色时,加入淀粉指示液2mL继续滴定,至蓝色消失为止。按相同条件不
加亚甲蓝溶液做空白试验。亚甲蓝溶液的浓度c按下式计算:
活性炭吸附实验报告
活性炭吸附实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是探究活性炭对不同物质的吸附性能,了解影响活性炭吸附效果的因素,如吸附时间、溶液浓度、温度等,并通过实验数据计算活性炭的吸附量和吸附效率。
二、实验原理活性炭是一种具有高度孔隙结构和巨大比表面积的吸附材料。
其吸附作用主要基于物理吸附和化学吸附两种机制。
物理吸附是由于活性炭表面的分子间作用力(范德华力)而引起的,对各种物质均有一定的吸附能力,但吸附强度相对较弱。
化学吸附则是由于活性炭表面的官能团与被吸附物质之间发生化学反应而产生的,具有较强的选择性和特异性。
在一定条件下,活性炭对溶液中的溶质分子进行吸附,当达到吸附平衡时,吸附量与溶液的初始浓度、吸附时间、温度等因素有关。
通过测定溶液在吸附前后的浓度变化,可以计算出活性炭的吸附量和吸附效率。
三、实验材料与仪器1、实验材料活性炭:颗粒状,粒度为 20-40 目。
待吸附物质:甲基橙溶液、亚甲基蓝溶液、苯酚溶液。
其他试剂:盐酸、氢氧化钠、蒸馏水等。
2、实验仪器分光光度计:用于测定溶液的吸光度,从而计算溶液的浓度。
电子天平:用于称量活性炭的质量。
恒温振荡器:用于控制实验温度和搅拌溶液,以保证吸附过程的均匀性。
移液管、容量瓶、锥形瓶等玻璃仪器。
四、实验步骤1、活性炭的预处理将活性炭用蒸馏水洗涤数次,以去除表面的杂质和粉尘。
在 105℃的烘箱中烘干至恒重,备用。
2、标准曲线的绘制分别配制不同浓度的甲基橙溶液、亚甲基蓝溶液和苯酚溶液。
用分光光度计在各自的最大吸收波长处测定溶液的吸光度,绘制标准曲线。
3、吸附实验准确称取一定量的预处理后的活性炭,放入锥形瓶中。
加入一定体积和浓度的待吸附溶液,将锥形瓶放入恒温振荡器中,在设定的温度和转速下进行吸附。
在不同的时间间隔(如 5min、10min、20min、30min、60min 等)取出一定量的溶液,用分光光度计测定其吸光度,根据标准曲线计算溶液的浓度。
4、数据处理根据吸附前后溶液的浓度变化,计算活性炭的吸附量(q)和吸附效率(η)。
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活性炭对水中亚甲基蓝的吸附性能研究
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活性炭对水中亚甲基蓝的吸附性能研究
随着工业化进程的加快,水污染问题日益严重,严重影响了生态环境及人类健康,有效地治理水污染已成为环保工作者关注的热点。
染料废水因其组分复杂,有机毒物含量大,色度高,难生物降解,抗光解、抗氧化性强,具有致癌、致畸、致突变等“三致”毒性,给环境带来了严重污染。
亚甲基蓝是水溶性偶氮染料的代表性化合物,含这类染料的印染废水排放量大,污染性强,难生物降解。
目前国内外在染料废水处理上常用的方法有吸附法、混凝沉淀法、膜分离技术、磁分离技术、电化学法、化学氧化法、光催化降解法、微生物处理法等,与其他处理方法相比,吸附法具有工艺简单、可操作性强、吸附剂种类多,不产生二次污染物等优点,成为处理污水中难生物降解污染物的有效方法。
活性炭是一种具有类石墨微晶结构的炭材料,是利用含碳原料经过炭化活化后得到的产品,具有高比表面积、丰富的孔隙结构、较强的吸附能力、多样的表面化学性质等特性,是处理废气,含染料、重金属、非金属等废水的优良吸附剂,广泛应用于化工、医药、环保、食品等领域。
本实验探讨了吸附剂用量、吸附时间、温度等反应条件对活性炭吸附亚甲基蓝性能的影响,得到吸附过程的最佳条件,并对活性炭的吸附机理进行了分析,为含亚甲基蓝染料废水的治理提供一定的依据。
1 实验
1. 1试剂与仪器
本实验使用的试剂为活性炭,亚甲基蓝,实验用水为超纯水。
台式恒温振荡器,紫外可见分光光度计,分析天平。
1. 2 实验方法
称取一定量活性炭加入装有150mLMB溶液的锥形瓶中,然后放入恒温振荡器中,在一定温度下振荡吸附一段时间,振荡转速为250 r/min,振荡结束后用0.45μm 的滤膜过滤,然后使用紫外-可见分光光度计( 吸收波长为668 nm) 测定滤液中MB 的吸光度,最后根据MB 溶液标准曲线计算出滤液中
MB 的浓度。
活性炭对MB 的去除率、吸附量可由以下公式计算:
(1)
(2)
式中:A为活性炭对MB的去除率;ρ0,ρe分别为MB溶液的初始质量浓度和吸附平衡时的质量浓度,mg/L; qe为吸附平衡时活性炭对MB的吸附量,mg/g;m 为活性炭的用量,mg;V为亚甲基蓝溶液的体积,mL。
2 结果与讨论
2. 1活性炭用量对MB去除率的影响
量取150 mL质量浓度为100 mg /L 的MB溶液6份,分别加入25, 50,75,100,125,150mg活性炭在常温条件下反应6 h。
活性炭用量与MB去除率的关系如图1所示,随着用量的增加,活性炭对MB 的去除率不断增加。
当活性炭用量大于100 mg时,其对亚甲基蓝的去除率趋于稳定,去除率达到98% 以上。
因此,MB初始质量浓度为100mg /L 时,合理的活性炭质量浓度为0.667g /L。
2. 2吸附时间对活性炭去除MB 的影响
量取150 mL 质量浓度为100, 200mg /L的MB溶液各9 份,分别加入100 mg活性炭后放入恒温振荡器在常温下进行振荡吸附,吸附时间分别为5,15,30,60,120,180,360,540,720 min。
活性炭对MB的吸附量随时间的变化曲线如图2 所示,吸附量随着反应时间的增加而增加,并且在不同初始质量浓度下,活性炭吸附MB 的时间曲线形状相似。
在反应后的30 min 内,吸附速率很快,吸附量急剧增加,当吸附时间达到360min 时,活性炭对MB的吸附量基本趋于稳定。
吸附时间曲线说明,在其他反应条件固定时,活性炭吸附亚甲基蓝的最优反应时间为360min。
2. 3 温度对对活性炭吸附MB 的影响
量取150mL 初始质量浓度分别为100,120,140,160, 180,200mg /L 的MB 溶液各4 份,分别加入100 mg活性炭后在温度为298,308,318,328K下进行振荡吸附360 min。
如图3所示,不同温度下活性炭对亚甲基蓝的吸附量不同,随着反应温度的升高,活性炭对MB 的吸附量逐渐减小。
可知活性炭对MB的吸附反应为放热反应。
2. 4 吸附动力学分析
吸附动力学研究主要是用来描述吸附剂吸附溶质的速率快慢,通过动力学模型对吸附实验数据进行拟合,从而探讨其吸附机理。
常见的吸附动力学方程包括伪一级动力学方程、伪二级动力学方程和颗粒内扩散方程。
本实验采用伪一级和伪二级模型对吸附动力学实验数据进行拟合。
伪一级动力学方程可以用下式表示:
ln( q e-qt)= ln q e -k1 t
(3)
式中: t为吸附时间,min; qe和q t分别为吸附平衡时及t 时刻的吸附剂对吸附质的吸附量,mg/g;k1为伪一级动力学模型的吸附速率常数,min-1。
以ln(qe q t)对t作图得到直线,通过直线的斜率和截距可以计算出参数k1和qe的值。
伪二级动力学方程可以用下式表示:
式中: k2为伪二级动力学模型的吸附速率常数,g /( mg·min) ,其他与式(3) 相同。
以t/qt对t 作图得到直线,通过直线的斜率和截距可以计算出参数
qe和k2的值。
分别采用伪一级和伪二级动力学方程对活性炭吸附MB实验数据进行线性拟合,结果如图4、表1所示。
由拟合结果可知,通过伪二级动力学方程拟合得到的相关系数为1,理论吸附量与实际吸附量十分接近。
可知伪二级动力学模型对实验数据的拟合结果更为理想,活性炭对亚甲基蓝的吸附过程完全符合伪二级动力学模型。
2.5 吸附等温线分析
吸附等温线用于描述吸附剂对吸附质的吸附特性。
常用的吸附等温线模型有3种,分别是Langmuir,Freundlich 和Temkin 等温吸附方程。
本实验采用Langmuir 和Freundlich 吸附等温线模型对实验数据进行拟合L angmuir吸附等温线是理想状态下的模拟,常用于描述单分子层吸附。
方程线性表达式如下:
式中: ρe为平衡质量浓度,mg /L;q e,q max分别为平衡吸附量和最大吸附量,mg /g; k L为Langmuir 吸附平衡常数,mg/L。
以ρe/qe对ρe作图得到直线,通过直线的斜率和截距可以计算出参数q max和k L的值。
Freundlich 吸附等温方程是经验公式,适用于不均一吸附剂表面的非理想吸附,其线性表达式如下:
式中:q e为平衡吸附量,mg /g;ρe为平衡质量浓度,mg/L; kF为Freundlich 吸附平衡常数,mg /g,表示吸附能力的大小; 1 /n 为量纲一的与吸附强度有关的系数,其值越小吸附性能越好。
以ln q e对ln ρe作图得到直线,通过直线的斜率和截距可以计算出参数kF和n的值。
分别采用Langmuir 和Freundlich吸附等温方程对活性炭吸附MB实验数据进行线性拟合,并计算吸附量、平衡常数等参数,结果如图5、表2 所示。
由拟合结果可知,活性炭对MB 的的吸附等温过程很好地符合Langmuir
和Freundlich 吸附等温方程,线性相关系数均在0.99以上。
其中Langmuir吸附等温方程的拟合比Freundlich吸附等温方程好,说明活性炭对MB 的吸附更倾向于单层吸附。
3结论
( 1) 吸附实验研究表明活性炭吸附MB 的最佳反应条件:活性炭用量为0.667g/L,吸附时间为360min,反应温度为298K。
在此条件下,活性炭对MB 的饱和吸附量为249.081mg /g。
吸附反应在前30min内速率很快,并约在360min内达到吸附平衡,吸附动力学符合伪二级动力学模型。
2)活性炭对亚甲基蓝的吸附反应为放热过程。
活性炭对亚甲基蓝的吸附过程符合Langmuir和Freundlich 吸附等温模型,且线性相关系数均在0.99以上。
其中Langmuir吸附等温方程的拟合比Freundlich吸附等温方程好,说明活性炭对MB的吸附更倾向于单层吸附。