改性活性炭處理含酚廢水

蘭炭行業(yè)會(huì)產(chǎn)生大量的含酚廢水。含酚廢水會(huì)對(duì)人體、農(nóng)作物和水生生物造成危害。該吸附劑可用于含酚廢水的處理。活性炭具有豐富的孔結(jié)構(gòu)和發(fā)達(dá)的比表面積，是工業(yè)上常用的吸附劑。改性后，活性炭的吸附性能進(jìn)一步提高。本文采用高溫、超聲波、化學(xué)試劑和殼聚糖對(duì)活性炭進(jìn)行改性，并用于處理含酚廢水。

一.實(shí)驗(yàn)

1.1試劑和儀器

試劑:殼聚糖、成都優(yōu)物特科技有限公司、活性炭、鞏義市美源凈水材料有限公司、苯酚、康成生物科技有限公司、鹽酸、中化夢(mèng)聯(lián)化工有限公司、氫氧化鈉、中化夢(mèng)聯(lián)化工有限公司、硝酸、永清費(fèi)勇化學(xué)試劑有限公司、氨水、新鄉(xiāng)永順化工有限公司、雙氧水、濟(jì)南馮坤化工有限公司

儀器:DF-101S恒溫水浴鍋、力臣科技、HY92A恒溫水浴鍋振蕩器、常州金壇玉環(huán)科學(xué)儀器廠、RXL-Z馬弗爐、天津中環(huán)電爐有限公司、PHS-3C酸度計(jì)、上海儀電科學(xué)儀器有限公司、UV757CRT紫外分光光度計(jì)、上海分析儀器廠、JK-DUC-1500VDS。

1.2修改方法

高溫改性

在400℃、500℃、600℃、700℃和800℃下處理1h。

超聲波改性

分別在180瓦、210瓦、240瓦、270瓦和300瓦下處理30分鐘。

化學(xué)試劑改性

準(zhǔn)備2mol/L硝酸、鹽酸、氫氧化鈉、氨水和過(guò)氧化氫溶液?；钚蕴颗c溶液的比例為1g: 10ml。在90℃下均勻加熱蒸2h，然后旋轉(zhuǎn)蒸干。

1.2.4摻雜殼聚糖的改性

按一定比例稱取殼聚糖，攪拌均勻，然后加入氫氧化鈉溶液使樣品凝固。經(jīng)過(guò)過(guò)濾、洗滌、干燥、研磨和篩分，制備了殼聚糖摻雜比為1: 2、1: 4、1: 6、1: 8和1: 10的吸附劑，命名為CTS-AC2、CTS-AC4、CTS-AC6、CTS-AC8和CTS-AC10。

1.3吸附原料

考察了質(zhì)量濃度為3500mg/L的多酚水溶液(模擬含酚廢水水溶液)的吸附性能。

二。結(jié)果和討論

2.1高溫改性

圖1顯示了在不同溫度下處理后的等溫吸附結(jié)果。從圖1可以看出，經(jīng)過(guò)不同溫度處理的活性炭對(duì)苯酚的吸附量隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng)，先迅速增加，然后趨于穩(wěn)定。

圖2顯示了在不同溫度下處理后更大的吸附容量。從圖2可以看出，隨著溫度的升高，較大的吸附量先增大后減小。這是因?yàn)榛钚蕴吭诟邷叵聲?huì)發(fā)生熱解反應(yīng)，從而改變其結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)其活性。但是，如果溫度過(guò)高，活性炭的結(jié)構(gòu)就會(huì)崩潰。最佳處理溫度為600 ℃,此時(shí)處理后的活性炭吸附量達(dá)到52.9mg/g，比未改性的活性炭提高了70.6%。

2.2超聲波改性

圖3顯示了不同超聲功率處理后的等溫吸附結(jié)果。從圖3可以看出，經(jīng)過(guò)不同超聲功率處理的活性炭對(duì)苯酚的吸附量隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng)，先迅速增加，然后趨于穩(wěn)定。與高溫處理相比，超聲波處理的效果沒(méi)有那么明顯。

圖4顯示了不同超聲功率處理后更大的吸附容量。從圖4可以看出，隨著超聲波功率的增加，較大的吸附量先逐漸增加，然后略有下降。這是因?yàn)殡S著超聲功率的增加，活性炭孔道中的灰分被去除，孔道結(jié)構(gòu)得到改善。但是，如果超聲波功率太高，活性炭的結(jié)構(gòu)就會(huì)被破壞。最佳超聲功率為240W，在此超聲功率下，活性炭的吸附量為35.2mg/g，比未改性的活性炭提高了13.4%。

2.3化學(xué)試劑改性

圖5顯示了用不同化學(xué)試劑處理后的等溫吸附結(jié)果。從圖5中可以看出，經(jīng)過(guò)不同化學(xué)試劑處理的活性炭對(duì)苯酚的吸附量隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng)，先迅速增加，然后趨于穩(wěn)定。與超聲波改性相比，化學(xué)試劑改性的效果更明顯。

圖6顯示了用不同化學(xué)試劑處理后更大的吸附容量。圖6顯示過(guò)氧化氫和氫氧化鈉溶液的處理效果更好。經(jīng)氫氧化鈉溶液處理后，活性炭的吸附容量達(dá)到53.2mg/g，比未改性的活性炭提高了71.6%。這是因?yàn)闅溲趸c溶液可以提高活性炭的表面極性，從而提高其對(duì)苯酚的吸附性能。

2.4摻雜殼聚糖改性

圖7顯示了不同比例摻雜的殼聚糖的等溫吸附結(jié)果。從圖7可以看出，隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng)，殼聚糖改性活性炭對(duì)苯酚的吸附量先快速增加，然后趨于穩(wěn)定。與化學(xué)試劑改性相比，當(dāng)殼聚糖的比例為1: 6時(shí)，改性效果更明顯。

圖8顯示了摻雜不同比例的殼聚糖的較大吸附容量。從圖8可以看出，隨著摻雜比例的增加，較大的吸附量先增加后減小。當(dāng)摻雜比為1: 6時(shí)，較大的吸附量達(dá)到67.1mg/g，比改性前提高了116.2%。這是因?yàn)閾诫s的殼聚糖提供了更多的極性基團(tuán)，從而提高了吸附效果。

三。結(jié)論

(1)四種改性方法的效果依次為:摻雜殼聚糖改性>化學(xué)試劑改性>:高溫改性>超聲波改性。

(2)當(dāng)殼聚糖與活性炭的摻雜比為1: 6時(shí)，較大的吸附量達(dá)到67.1mg/g，比改性前提高了116.2%。(來(lái)源:吉林工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院)

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