梧桐葉生物質炭的制備、表征及吸附性能研究
發(fā)布時間：2021-04-16 04:51
以梧桐葉為原料,利用程序升溫限氧法分別在350℃、450℃、550℃溫度下制備了生物炭（分別記為BC350、BC450、BC550）,研究了BC350、BC450、BC550生物炭對染料廢水亞甲基藍的吸附性能。測定了BC350、BC450、BC550生物炭的亞甲基藍吸附值分別為285 mg·g-1、435 mg·g-1、1 035 mg·g-1。研究了BC350、BC450、BC550生物炭對于不同初始質量濃度染料的吸附情況,在室溫下,亞甲基藍初始質量濃度為30～70 mg·L-1,吸附劑質量濃度為10 g·L-1,BC550達到吸附平衡的時間均為30 min,去除率均可接近于100%,動力學特征最符合準二級動力學方程,表明此過程以化學吸附為主;Langmuir等溫線更符合生物炭吸附亞甲基藍的過程,表明該過程是單分子層吸附;生物炭對亞甲基藍的吸附是吸熱和熵增過程。掃描電鏡圖（SEM）、比表面積測定（BET）的表征結果表明,生物炭相比于梧桐葉表面結構發(fā)生了明顯變化,比表面積也隨著...
【文章來源】：安徽化工. 2020,46(04)
【文章頁數(shù)】：9 頁
【部分圖文】：
炭化溫度對亞甲基藍吸附值的影響
2.3 動力學吸附模型通過動力學研究可以進一步探究BC350、BC450、BC550生物炭對于亞甲基藍的吸附機理，因此，本文分別采用了準一級動力學、準二級動力學和顆粒內擴散方程對實驗數(shù)據(jù)進行了處理[11-16],BC350、BC450、BC550動力學的方程見式（3）～式（5）。
圖3是利用準一級和準二級動力學方程對實驗數(shù)據(jù)擬合的結果，擬合得到的動力學參數(shù)見表1。從圖3可以直觀地看出，準二級比準一級的曲線更符合線性關系。從表1的擬合參數(shù)可以看出，對于BC350、BC450、BC550生物炭，其準二級動力學方程的擬合相關系數(shù)（R2）均高于準一級的擬合值，擬合得到的平衡吸附量（qe）與實驗得到的平衡吸附量也更接近，可以得出準二級動力學模型，并可以更準確地描述BC350、BC450、BC550生物炭對亞甲基藍的吸附過程[17]，表明整個吸附過程是以化學吸附為主。為了進一步研究生物炭的吸附過程，利用顆粒內擴散模型對實驗數(shù)據(jù)進行擬合，結果見圖4。由圖4可以看出，整個吸附過程可分為三個階段：膜擴散階段、表面吸附以及顆粒內部擴散[18],BC350和BC450的吸附過程，先是快速吸附，斜率較大，這時溶液中亞甲基藍的濃度較大，吸附劑上吸附位點可利用的多，此過程以膜擴散為主[19]。隨著溶液中亞甲基藍濃度的逐漸減小，吸附速率減慢，此部分主要是內擴散為控速步驟，最后吸附量基本不變，吸附達到平衡[20]。BC350和BC450對亞甲基藍的吸附過程中同時存在膜擴散過程和內擴散過程。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]BET比表面積法在材料研究中的應用[J]. 何云鵬,楊水金. 精細石油化工進展. 2018(04)
[2]山竹殼基生物質活性炭的制備及其吸附性能研究[J]. 李婷,李欣桐,李敏,吳琪琳. 化工新型材料. 2018(02)
[3]以橘子皮為原料制備生物質炭及其對Cr（VI）的吸附性能研究[J]. 謝叔媚,張瑩,徐建軍,王麗. 湖北工程學院學報. 2017(06)
[4]生物質炭對有機污染物的吸附及機理研究進展[J]. 李曉娜,宋洋,賈明云,王芳,卞永榮,蔣新. 土壤學報. 2017(06)
[5]蘆葦生物炭對亞甲基藍的吸附特性研究[J]. 張明月,李鋒民,盧倫,顧書瑞. 中國海洋大學學報(自然科學版). 2016(12)
[6]不同生物質來源生物炭對Pb（Ⅱ）的吸附特性[J]. 林寧,張晗,賈珍珍,黃仁龍,舒月紅. 農業(yè)環(huán)境科學學報. 2016(05)
[7]麻瘋樹籽殼生物質炭的制備及其吸附水中PAHs性能研究[J]. 史兵方,仝海娟,左衛(wèi)元,張金磊. 中國環(huán)境科學. 2016(04)
[8]秸稈生物質炭的制備及吸附性能研究[J]. 劉娟麗,曹天鵬,王黎虹. 工業(yè)安全與環(huán)保. 2016(01)
[9]活性炭對水中亞甲基藍的吸附性能研究[J]. 馬留可,詹福如. 化學工程. 2016(01)
[10]銀杏樹葉制備的生物質炭對水溶液中亞甲基藍的吸附[J]. 楊文娟,楊琴,張鳳,王慢慢,周婭芬. 西華師范大學學報(自然科學版). 2015(03)
博士論文
[1]殼聚糖衍生吸附材料的制備及其對印染廢水的吸附研究[D]. 孟建.中北大學 2018
碩士論文
[1]雜多酸改性磁性殼聚糖對亞甲基藍的吸附性能研究[D]. 樂娟.南昌大學 2018
[2]城市污泥—釀酒葡萄渣生物炭制備及材料對亞甲基藍吸附性能研究[D]. 劉大民.武漢紡織大學 2018
本文編號：3140777
【文章來源】：安徽化工. 2020,46(04)
【文章頁數(shù)】：9 頁
【部分圖文】：
炭化溫度對亞甲基藍吸附值的影響
2.3 動力學吸附模型通過動力學研究可以進一步探究BC350、BC450、BC550生物炭對于亞甲基藍的吸附機理，因此，本文分別采用了準一級動力學、準二級動力學和顆粒內擴散方程對實驗數(shù)據(jù)進行了處理[11-16],BC350、BC450、BC550動力學的方程見式（3）～式（5）。
圖3是利用準一級和準二級動力學方程對實驗數(shù)據(jù)擬合的結果，擬合得到的動力學參數(shù)見表1。從圖3可以直觀地看出，準二級比準一級的曲線更符合線性關系。從表1的擬合參數(shù)可以看出，對于BC350、BC450、BC550生物炭，其準二級動力學方程的擬合相關系數(shù)（R2）均高于準一級的擬合值，擬合得到的平衡吸附量（qe）與實驗得到的平衡吸附量也更接近，可以得出準二級動力學模型，并可以更準確地描述BC350、BC450、BC550生物炭對亞甲基藍的吸附過程[17]，表明整個吸附過程是以化學吸附為主。為了進一步研究生物炭的吸附過程，利用顆粒內擴散模型對實驗數(shù)據(jù)進行擬合，結果見圖4。由圖4可以看出，整個吸附過程可分為三個階段：膜擴散階段、表面吸附以及顆粒內部擴散[18],BC350和BC450的吸附過程，先是快速吸附，斜率較大，這時溶液中亞甲基藍的濃度較大，吸附劑上吸附位點可利用的多，此過程以膜擴散為主[19]。隨著溶液中亞甲基藍濃度的逐漸減小，吸附速率減慢，此部分主要是內擴散為控速步驟，最后吸附量基本不變，吸附達到平衡[20]。BC350和BC450對亞甲基藍的吸附過程中同時存在膜擴散過程和內擴散過程。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]BET比表面積法在材料研究中的應用[J]. 何云鵬,楊水金. 精細石油化工進展. 2018(04)
[2]山竹殼基生物質活性炭的制備及其吸附性能研究[J]. 李婷,李欣桐,李敏,吳琪琳. 化工新型材料. 2018(02)
[3]以橘子皮為原料制備生物質炭及其對Cr（VI）的吸附性能研究[J]. 謝叔媚,張瑩,徐建軍,王麗. 湖北工程學院學報. 2017(06)
[4]生物質炭對有機污染物的吸附及機理研究進展[J]. 李曉娜,宋洋,賈明云,王芳,卞永榮,蔣新. 土壤學報. 2017(06)
[5]蘆葦生物炭對亞甲基藍的吸附特性研究[J]. 張明月,李鋒民,盧倫,顧書瑞. 中國海洋大學學報(自然科學版). 2016(12)
[6]不同生物質來源生物炭對Pb（Ⅱ）的吸附特性[J]. 林寧,張晗,賈珍珍,黃仁龍,舒月紅. 農業(yè)環(huán)境科學學報. 2016(05)
[7]麻瘋樹籽殼生物質炭的制備及其吸附水中PAHs性能研究[J]. 史兵方,仝海娟,左衛(wèi)元,張金磊. 中國環(huán)境科學. 2016(04)
[8]秸稈生物質炭的制備及吸附性能研究[J]. 劉娟麗,曹天鵬,王黎虹. 工業(yè)安全與環(huán)保. 2016(01)
[9]活性炭對水中亞甲基藍的吸附性能研究[J]. 馬留可,詹福如. 化學工程. 2016(01)
[10]銀杏樹葉制備的生物質炭對水溶液中亞甲基藍的吸附[J]. 楊文娟,楊琴,張鳳,王慢慢,周婭芬. 西華師范大學學報(自然科學版). 2015(03)
博士論文
[1]殼聚糖衍生吸附材料的制備及其對印染廢水的吸附研究[D]. 孟建.中北大學 2018
碩士論文
[1]雜多酸改性磁性殼聚糖對亞甲基藍的吸附性能研究[D]. 樂娟.南昌大學 2018
[2]城市污泥—釀酒葡萄渣生物炭制備及材料對亞甲基藍吸附性能研究[D]. 劉大民.武漢紡織大學 2018
本文編號：3140777
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