活性炭國家專精特新“小巨人”企業(yè)活性炭產(chǎn)學(xué)研合作

　　隨著紡織，造紙，油漆和化妝品行業(yè)的逐年增加使用的染料也多了很多。因此，污染物的比例增加。這些行業(yè)排放的含有有毒染料和化學(xué)物質(zhì)的廢水嚴(yán)重污染了地表水。從廢水中去除染料是保護(hù)環(huán)境的重要關(guān)注點(diǎn)。本研究敘述了農(nóng)業(yè)廢物制成活性炭作為吸附劑的顯著作用，用杏仁殼，花生殼，檳榔殼，羅望子殼和腰果殼等材料制成活性炭用于去除廢水中的天青A染料。研究了不同的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，如初始濃度，接觸時(shí)間，劑量，pH和粒徑的影響。

　　間歇模式吸附研究

　　在標(biāo)準(zhǔn)量瓶中，從儲(chǔ)備溶液中制備了50 ml不同初始濃度的天青A溶液。通過將OD與濃度連接來繪制標(biāo)準(zhǔn)圖。從標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算吸附前后的染料溶液濃度。批處理模式實(shí)驗(yàn)在室溫(30 ± 1 °C)下進(jìn)行。取50 ml各種初始濃度的天青A溶液，并用一定劑量的活性炭處理。通過保持初始濃度，劑量，pH和粒徑恒定來研究接觸時(shí)間的影響，顆粒大小的影響。

　　染料的初始濃度對活性炭吸附的影響

　　在不同的初始濃度下，對(杏仁殼，花生殼，檳榔殼，羅望子殼和腰果殼)活性炭和活性炭上的天青A染料去除程度進(jìn)行分批吸附研究，在固定劑量，在室溫(30 ± 1 °C)下接觸時(shí)間為30分鐘。隨著初始濃度的增加，所有活性炭上染料的去除率趨于降低(圖1)。這可能是由于缺乏高初始濃度的天青A所需的可用活性位點(diǎn)所致。在較低濃度的天青A大量吸附了留下更多數(shù)量的活性部位的吸附劑，在較高濃度較小數(shù)量的活性位點(diǎn)仍然可用。

　　圖1：天青A初始濃度對各種活性炭的影響。

　　活性炭用量的影響

　　研究了用量對幾種農(nóng)業(yè)材料制成的活性炭和商用活性炭上天青A去除程度的影響。活性炭和商用活性炭去除天青A的百分比隨吸附劑劑量的增加而增加(圖2)。這可能是由于表面活性部位的可用性增加所致。

　　圖2：用量變化對各種活性炭的影響。

　　活性炭粒徑的影響

　　通過將粒徑更改為90、125、150、212和250微米，研究了活性炭的粒徑通過吸附去天青A的效果。隨著活性炭粒徑的減小，吸附的天青A量增加(圖3)。當(dāng)粒徑減小時(shí)，表面積增加。

　　圖3：天青A粒徑變化對各種活性炭的影響。

　　吸附前后顯微分析

　　吸附天青A染料前后兩種活性炭的表面形態(tài)示于圖4。在吸附天青A之前，這兩個(gè)活性炭都表現(xiàn)為精細(xì)結(jié)構(gòu)(圖4A和C)。相反，在吸附天青A之后，兩種活性炭的多孔結(jié)構(gòu)都消失了(圖4B和D)。這表明天青A染料分子被活性炭吸附劑強(qiáng)烈吸附。

　　圖4：活性炭在吸附之前(A，C)和吸附之后(B，D)的SEM圖像。

　　發(fā)現(xiàn)活性炭和商用活性炭去除天青A的百分比隨接觸時(shí)間，劑量，pH值的增加而增加，并隨初始濃度和粒徑的增加而減少。研究了所有活性炭的吸附能力，發(fā)現(xiàn)幾種活性炭具有很強(qiáng)的吸附能力。天青A在吸附劑表面的吸附由實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，在商用活性炭上的吸附能力高于其他廢棄農(nóng)產(chǎn)品制成的活性炭。但是，由農(nóng)業(yè)廢料制得的活性炭可以用作從廢水中去除天青A的商用活性炭吸附劑替代品。

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