染料让我们的生活变得五彩斑斓,但是随着大量的印染废水被排放到自然水域中,人们的生存和发展受到了巨大的威胁,对于此类废水的治理应该得到重视。亚甲基蓝被广泛应用于印染行业,吸附法是处理该类废水常用的方法之一,由于生物质炭制备方法简单、性质良好,逐渐成为人们研究的热点。因此利用储量巨大的生物质资源,制备吸附性能良好的生物质炭,对废水的处理具有重要意义。
一、试剂与仪器
材料与试剂:试验材料小麦秸秆取自兰州市榆中县夏周围田地,三水亚甲基蓝(分析纯)、硝酸(永清县永飞化学试剂有限公司)。
仪器:真空干燥箱(型号:DZF-6030,上海精宏实验设备有限公司)、台式高温箱式电阻炉(型号:SX-G03173,天津中环电炉股份有限公司)、台式高速离心机(型号:H/T20MM,湖南赫西仪器装备有限公司)、集热式恒温加热磁力搅拌器(型号:DF101S,郑州长城科工贸有限公司)、UV2000紫外可见分光光度计。
二、实验部分
2.1 生物质炭的制备
清洗后的秸秆在100℃的真空干燥箱里干燥10h,取出样品放入研钵中磨碎备用。将样品均匀地放入石英样品皿中,用盖子盖住,轻轻放入石英管中,再移至电阻炉中,氮气吹扫10min,排尽反应器内空气。将电阻炉升至600℃,无氧热解2h,样品经过去离子水清洗至中性,干燥后过100目筛备用。
2.2 生物质炭成分分析
采用范氏测定纤维素含量法对小麦秸秆生物质炭主要成分进行分析,测定结果如表1。
2.3 亚甲基蓝标准曲线绘制
配置50mg/L亚甲基蓝标准溶液,分别移取0.05、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00mL亚甲基蓝标准溶液至50mL容量瓶中,定容后静置备用。在λ=665nm处测定各个溶液的吸光度值并记录,根据数据绘制标准曲线,见图2。
2.4 生物质炭吸附实验
分别取0.05、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50g样品加入250mL锥形瓶,再加入100mL配置的标准溶液,调节温度为25℃,置于集热式恒温加热磁力搅拌器1h,放置2h后,经过离心,测定吸光度,结合标准曲线和公式计算出亚甲基蓝去除率。
2.5 酸改性生物质炭吸附实验
分别称取0.05,0.10,0.20,0.30,0.40,0.50g生物质炭加入250mL的锥形瓶中,按照1∶1的浸渍比,将样品浸渍在硝酸溶液中,超声波振荡8min,赶出空隙里的空气,静置24h,放入100℃烘箱烘干10h。取样品进行吸附实验,测量对亚甲基蓝去除率。
三、结果与讨论
由图3可以看出,随着生物质炭的用量增加,亚甲基蓝的去除率也在提高,当生物质的用量达到0.4g时,去除率为99.1%,亚甲基蓝几乎全部被吸收,表明实验制备的生物质炭吸附性能良好。另外,酸改性生物质炭的吸附性能明显提高,吸附量提高了51.7%。这可归结于经过硝酸改性后的生物质炭的孔径和含氧官能团增加,吸附能力变强的同时还能够缩短吸附路径。(>
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