稻壳生物炭吸附水中对硝基苯酚和硝基苯的研究

来源 :南京信息工程大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:HUANming520
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对硝基苯酚和硝基苯是水体中优先控制的污染物。稻壳是稻谷加工的废弃物,产量巨大。本研究采用稻谷加工废弃物稻壳进行限氧热解制备稻壳生物炭,并采用碱改性稻壳生物炭显著提高其吸附量,采用元素分析仪、比表面积测定仪、XRD、SEM、EDS等仪器对稻壳生物炭进行表征,本研究提供一种经济有效地去除水中对硝基苯酚和硝基苯的方法。本论文主要研究结果如下:在773 K温度下,限氧热解2 h和的稻壳生物炭吸附性能好,吸附对硝基苯酚最佳pH为3.0,溶液中盐的存在对吸附有利;Langmuir方程能更好地拟合吸附等温线,升高温度有利于吸附;该吸附是自发、熵增的吸热过程;假二级动力学方程能更好地拟合吸附动力学实验数据,该吸附由膜扩散和颗粒内扩散共同控制;动态吸附可使250 mL的100 mg/L废水达标排放,去除率>98%,有效吸附量为8.30 mg/g;使用甲醇进行动态脱附,脱附率为94.5%。稻壳生物炭吸附水中硝基苯,Langmuir方程和Freundlich方程均可较好地拟合稻壳生物炭吸附硝基苯的等温线,升高温度有利于吸附;该吸附是自发、熵增的吸热过程;假二级动力学方程能更好地拟合吸附硝基苯动力学实验数据,该吸附由膜扩散和颗粒内扩散共同控制;动态吸附可使450 mL的100 mg/L废水达标排放,去除率>98%,有效吸附量为14.92 mg/g;使用甲醇进行动态脱附,脱附率为94.1%。氢氧化钠碱液改性稻壳生物炭的最佳浓度为0.5 mol/L,改性稻壳生物炭的比表面积是稻壳生物炭的比表面积2.95倍;吸附对硝基苯酚最佳pH为2.6,溶液中盐的存在对吸附有利;Langmuir方程能更好地拟合吸附等温线,升高温度有利于吸附;该吸附是自发、熵增的吸热过程;假二级动力学方程能更好地拟合吸附动力学实验数据,该吸附由膜扩散和颗粒内扩散共同控制;动态吸附可使1250 mL的100 mg/L废水达标排放,去除率>98%,有效吸附量为41.53 mg/g,是未改性稻壳生物炭有效吸附量的5.0倍;使用甲醇进行动态脱附,脱附率为95.3%。改性稻壳生物炭吸附水中硝基苯,Langmuir方程能更好地拟合改性稻壳生物炭吸附硝基苯的等温线,升高温度有利于吸附;该吸附是自发、熵增的吸热过程;假二级动力学方程能更好地拟合吸附动力学实验数据,该吸附由膜扩散和颗粒内扩散共同控制;动态吸附可使1650 mL的100 mg/L废水达标排放,去除率>98%,有效吸附量为54.81 mg/g,是未改性稻壳生物炭有效吸附量的3.67倍;使用甲醇进行动态脱附,脱附率为93.7%。稻壳生物炭、改性稻壳生物炭吸附对硝基苯酚、硝基苯的吸附机理主要是疏水性、孔填充、π-π EDA相互作用等机理。
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