梧桐叶生物质炭的制备、表征及吸附性能研究
发布时间：2021-04-16 04:51
以梧桐叶为原料,利用程序升温限氧法分别在350℃、450℃、550℃温度下制备了生物炭（分别记为BC350、BC450、BC550）,研究了BC350、BC450、BC550生物炭对染料废水亚甲基蓝的吸附性能。测定了BC350、BC450、BC550生物炭的亚甲基蓝吸附值分别为285 mg·g-1、435 mg·g-1、1 035 mg·g-1。研究了BC350、BC450、BC550生物炭对于不同初始质量浓度染料的吸附情况,在室温下,亚甲基蓝初始质量浓度为30～70 mg·L-1,吸附剂质量浓度为10 g·L-1,BC550达到吸附平衡的时间均为30 min,去除率均可接近于100%,动力学特征最符合准二级动力学方程,表明此过程以化学吸附为主;Langmuir等温线更符合生物炭吸附亚甲基蓝的过程,表明该过程是单分子层吸附;生物炭对亚甲基蓝的吸附是吸热和熵增过程。扫描电镜图（SEM）、比表面积测定（BET）的表征结果表明,生物炭相比于梧桐叶表面结构发生了明显变化,比表面积也随着...
【文章来源】：安徽化工. 2020,46(04)
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
炭化温度对亚甲基蓝吸附值的影响
2.3 动力学吸附模型通过动力学研究可以进一步探究BC350、BC450、BC550生物炭对于亚甲基蓝的吸附机理，因此，本文分别采用了准一级动力学、准二级动力学和颗粒内扩散方程对实验数据进行了处理[11-16],BC350、BC450、BC550动力学的方程见式（3）～式（5）。
图3是利用准一级和准二级动力学方程对实验数据拟合的结果，拟合得到的动力学参数见表1。从图3可以直观地看出，准二级比准一级的曲线更符合线性关系。从表1的拟合参数可以看出，对于BC350、BC450、BC550生物炭，其准二级动力学方程的拟合相关系数（R2）均高于准一级的拟合值，拟合得到的平衡吸附量（qe）与实验得到的平衡吸附量也更接近，可以得出准二级动力学模型，并可以更准确地描述BC350、BC450、BC550生物炭对亚甲基蓝的吸附过程[17]，表明整个吸附过程是以化学吸附为主。为了进一步研究生物炭的吸附过程，利用颗粒内扩散模型对实验数据进行拟合，结果见图4。由图4可以看出，整个吸附过程可分为三个阶段：膜扩散阶段、表面吸附以及颗粒内部扩散[18],BC350和BC450的吸附过程，先是快速吸附，斜率较大，这时溶液中亚甲基蓝的浓度较大，吸附剂上吸附位点可利用的多，此过程以膜扩散为主[19]。随着溶液中亚甲基蓝浓度的逐渐减小，吸附速率减慢，此部分主要是内扩散为控速步骤，最后吸附量基本不变，吸附达到平衡[20]。BC350和BC450对亚甲基蓝的吸附过程中同时存在膜扩散过程和内扩散过程。
【参考文献】：
期刊论文
[1]BET比表面积法在材料研究中的应用[J]. 何云鹏,杨水金. 精细石油化工进展. 2018(04)
[2]山竹壳基生物质活性炭的制备及其吸附性能研究[J]. 李婷,李欣桐,李敏,吴琪琳. 化工新型材料. 2018(02)
[3]以橘子皮为原料制备生物质炭及其对Cr（VI）的吸附性能研究[J]. 谢叔媚,张莹,徐建军,王丽. 湖北工程学院学报. 2017(06)
[4]生物质炭对有机污染物的吸附及机理研究进展[J]. 李晓娜,宋洋,贾明云,王芳,卞永荣,蒋新. 土壤学报. 2017(06)
[5]芦苇生物炭对亚甲基蓝的吸附特性研究[J]. 张明月,李锋民,卢伦,顾书瑞. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2016(12)
[6]不同生物质来源生物炭对Pb（Ⅱ）的吸附特性[J]. 林宁,张晗,贾珍珍,黄仁龙,舒月红. 农业环境科学学报. 2016(05)
[7]麻疯树籽壳生物质炭的制备及其吸附水中PAHs性能研究[J]. 史兵方,仝海娟,左卫元,张金磊. 中国环境科学. 2016(04)
[8]秸秆生物质炭的制备及吸附性能研究[J]. 刘娟丽,曹天鹏,王黎虹. 工业安全与环保. 2016(01)
[9]活性炭对水中亚甲基蓝的吸附性能研究[J]. 马留可,詹福如. 化学工程. 2016(01)
[10]银杏树叶制备的生物质炭对水溶液中亚甲基蓝的吸附[J]. 杨文娟,杨琴,张凤,王慢慢,周娅芬. 西华师范大学学报(自然科学版). 2015(03)
博士论文
[1]壳聚糖衍生吸附材料的制备及其对印染废水的吸附研究[D]. 孟建.中北大学 2018
硕士论文
[1]杂多酸改性磁性壳聚糖对亚甲基蓝的吸附性能研究[D]. 乐娟.南昌大学 2018
[2]城市污泥—酿酒葡萄渣生物炭制备及材料对亚甲基蓝吸附性能研究[D]. 刘大民.武汉纺织大学 2018
本文编号：3140777
【文章来源】：安徽化工. 2020,46(04)
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
炭化温度对亚甲基蓝吸附值的影响
2.3 动力学吸附模型通过动力学研究可以进一步探究BC350、BC450、BC550生物炭对于亚甲基蓝的吸附机理，因此，本文分别采用了准一级动力学、准二级动力学和颗粒内扩散方程对实验数据进行了处理[11-16],BC350、BC450、BC550动力学的方程见式（3）～式（5）。
图3是利用准一级和准二级动力学方程对实验数据拟合的结果，拟合得到的动力学参数见表1。从图3可以直观地看出，准二级比准一级的曲线更符合线性关系。从表1的拟合参数可以看出，对于BC350、BC450、BC550生物炭，其准二级动力学方程的拟合相关系数（R2）均高于准一级的拟合值，拟合得到的平衡吸附量（qe）与实验得到的平衡吸附量也更接近，可以得出准二级动力学模型，并可以更准确地描述BC350、BC450、BC550生物炭对亚甲基蓝的吸附过程[17]，表明整个吸附过程是以化学吸附为主。为了进一步研究生物炭的吸附过程，利用颗粒内扩散模型对实验数据进行拟合，结果见图4。由图4可以看出，整个吸附过程可分为三个阶段：膜扩散阶段、表面吸附以及颗粒内部扩散[18],BC350和BC450的吸附过程，先是快速吸附，斜率较大，这时溶液中亚甲基蓝的浓度较大，吸附剂上吸附位点可利用的多，此过程以膜扩散为主[19]。随着溶液中亚甲基蓝浓度的逐渐减小，吸附速率减慢，此部分主要是内扩散为控速步骤，最后吸附量基本不变，吸附达到平衡[20]。BC350和BC450对亚甲基蓝的吸附过程中同时存在膜扩散过程和内扩散过程。
【参考文献】：
期刊论文
[1]BET比表面积法在材料研究中的应用[J]. 何云鹏,杨水金. 精细石油化工进展. 2018(04)
[2]山竹壳基生物质活性炭的制备及其吸附性能研究[J]. 李婷,李欣桐,李敏,吴琪琳. 化工新型材料. 2018(02)
[3]以橘子皮为原料制备生物质炭及其对Cr（VI）的吸附性能研究[J]. 谢叔媚,张莹,徐建军,王丽. 湖北工程学院学报. 2017(06)
[4]生物质炭对有机污染物的吸附及机理研究进展[J]. 李晓娜,宋洋,贾明云,王芳,卞永荣,蒋新. 土壤学报. 2017(06)
[5]芦苇生物炭对亚甲基蓝的吸附特性研究[J]. 张明月,李锋民,卢伦,顾书瑞. 中国海洋大学学报(自然科学版). 2016(12)
[6]不同生物质来源生物炭对Pb（Ⅱ）的吸附特性[J]. 林宁,张晗,贾珍珍,黄仁龙,舒月红. 农业环境科学学报. 2016(05)
[7]麻疯树籽壳生物质炭的制备及其吸附水中PAHs性能研究[J]. 史兵方,仝海娟,左卫元,张金磊. 中国环境科学. 2016(04)
[8]秸秆生物质炭的制备及吸附性能研究[J]. 刘娟丽,曹天鹏,王黎虹. 工业安全与环保. 2016(01)
[9]活性炭对水中亚甲基蓝的吸附性能研究[J]. 马留可,詹福如. 化学工程. 2016(01)
[10]银杏树叶制备的生物质炭对水溶液中亚甲基蓝的吸附[J]. 杨文娟,杨琴,张凤,王慢慢,周娅芬. 西华师范大学学报(自然科学版). 2015(03)
博士论文
[1]壳聚糖衍生吸附材料的制备及其对印染废水的吸附研究[D]. 孟建.中北大学 2018
硕士论文
[1]杂多酸改性磁性壳聚糖对亚甲基蓝的吸附性能研究[D]. 乐娟.南昌大学 2018
[2]城市污泥—酿酒葡萄渣生物炭制备及材料对亚甲基蓝吸附性能研究[D]. 刘大民.武汉纺织大学 2018
本文编号：3140777
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3140777.html
