表面活性剂对甘蔗渣生物炭吸附和超声催化氧化性能影响研究
发布时间：2020-04-29 15:16
【摘要】：表面活性剂能够改变固体颗粒与污染物之间的界面性质,进而影响材料的吸附和催化等行为。本研究创新性地将十六烷基三甲基溴化铵(CTAB,cetyltrimethyl ammonium bromide)直接引入到含有酸性橙Ⅱ的模拟废水中,系统地研究了甘蔗渣生物炭对酸性橙Ⅱ分子的吸附和超声催化氧化行为。具体研究结果如下:(1)在吸附过程中,溶液中CTAB浓度的增加明显促进了甘蔗渣生物炭对酸性橙Ⅱ分子的吸附去除。当蔗渣生物炭投加量增加时,溶液中酸性橙Ⅱ去除率增大,但由于甘蔗渣生物炭表面活性吸附位点的增加,反而使甘蔗渣生物炭对酸性橙Ⅱ的吸附量下降。向溶液中加入2.0 mg/L的CTAB时,生物炭对酸性橙Ⅱ的吸附量从不加CTAB时的1.66mg/g增加到4.42 mg/g。准一级和准二级动力学模型都能够用来模拟实验数据,但无论CTAB存在与否,在溶液pH分别为5.0,7.0和9.0时,线性准二级动力学模型都比线性准一级动力学模型能更好地拟合实验数据。在CTAB存在时,甘蔗渣生物炭对酸性橙Ⅱ的吸附等温曲线几乎是线性的,这与无CTAB存在条件下的生物炭吸附有很大差别。因此,CTAB的存在明显改变了生物炭表面的带电性质和吸附行为,静电引力在甘蔗渣吸附去除酸性橙Ⅱ的过程中起主导作用。(2)在超声催化氧化过程中,CTAB浓度和甘蔗渣生物炭剂量的增加都能够显著提高超声催化降解的效率。溶液中CTAB浓度为0和2.0 mg/L时,超声催化的K_(app)值分别为3.73×10~(-3)和8.55×10~(-3) min~(-1)。在CTAB存在条件下,随着溶液pH的增加,超声催化降解酸性橙Ⅱ的效率下降,无机盐离子对超声催化降解具有弱抑制作用,而提高施加的超声功率能明显促进酸性橙Ⅱ的降解。同时,在CTAB存在条件下,仍然可以看到显著的甘蔗渣生物炭和超声波处理联用的协同效应。异丙醇和KBr的淬灭实验表明,在超声催化降解过程中自由基链反应主要发生在界面区域内,并且在溶液本体中发生的程度较小。OH自由基的贡献率表明其仍然在总反应中起主导作用。以上研究表明,表面活性剂CTAB对甘蔗渣生物炭的吸附和超声催化过程都有显著的增强效果,该方法在实际的水处理过程中有积极的应用价值。
【图文】：
tant)是指那些具有很强表面活性、能够显著降的分子结构中同时含有非极性烃链和极性基，，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，非极性烃链，如 8 个碳原子以上烃链。表面活改变固体物质与水溶液之间的界面性质。根据面活性剂(包括阳离子表面活性剂、阴离子表面表面活性剂；根据分子组成特点可以分为复化铵(CTAB，cetyltrimethylammoniumbromide是白色或淡黄色晶体，水溶性大，在酸性和碱l苡敕抢胱印⒀衾胱印⒘叫岳胱颖砻婊钚约恋穆一⑷峄⒖咕驳纭⑸浮⑸本吧锝的凸狻⒛脱埂⒛腿鹊取Ｔ谒砉ひ悼捎米魃倍嘀钟椭哂辛己玫娜榛饔茫捎糜谘匪⒋呋痢⒅约痢⑷榛恋攘煊蛴τ霉惴骸
本文编号：2644719
【图文】：
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