青贮秸秆活性炭制备及改性对两种典型抗生素的吸附
本文关键词：青贮秸秆活性炭制备及改性对两种典型抗生素的吸附 出处：《山东建筑大学》2017年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：本文采用H_3PO_4活化法,以玉米秸秆为原材料制备活性炭。为了提高秸秆活性炭吸附性能,研究了青贮改性秸秆制备活性炭,以及丁二酸改性青贮秸秆活性炭的制备。并进一步研究了对水中环丙沙星及阿莫西林的吸附。本文所列五种活性炭分别为秸秆活性炭(AC-1、AC-2),青贮改性秸秆活性炭(AC-S1、AC-S2),丁二酸改性青贮秸秆活性炭(AC-SA)。在制备工艺上,AC-1与AC-S1分别是在原料与磷酸浸渍比1:2,活化时间为10h,炭化温度450℃下,炭化时间1h时制备而成。AC-2、AC-S2和AC-SA采用响应面法(RSM)中心组合(BBD)设计实验方案,优选实验方案为炭化温度584℃,原料与磷酸浸渍比1:1.9,改性剂丁二酸投加量0.005 mol/g,炭化温度1h制备而成。对所制备活性炭进行比表面积与孔径等物理指标分析,AC-1比表面积为1091.22m~2/g,AC-S1为741.63m~2/g,AC-1活性炭兼具微孔和中孔,AC-S1大部分是微孔。AC-2比表面积为1455 m~2/g,AC-S2比表面积为1521 m~2/g,AC-SA为1347 m~2/g,三种活性炭兼具微孔和中孔。对活性炭进行扫描电镜(SEM)分析,AC-1表面比较光滑,孔径较大,AC-S1较为粗糙,附着酸性官能团。与AC-S2、AC-2相比,AC-SA表面含有较多附着物,推测原因是活性炭表面有残留的丁二酸。Bohem滴定与红外光谱(FTIR)分析发现,活性炭表面均含有羧基、内酯基、酚羟基和羰基等官能团。AC的酸性官能团含量远低于AC-S1,酸性官能团含量:AC-SAAC-2AC-S2,与红外光谱分析结果相一致。AC-1及AC-S1均能有效去除水中的环丙沙星,AC-S1去除效果更好。吸附量分别为323.70 mg/g和407.75 mg/g,去除率分别达到63.85%和80.58%。吸附过程主要为化学吸附,吸附12h左右到达平衡,二者均符合伪二级动力学吸附模型。用Langmuir模型来分析吸附情况更适合,两种活性炭主要为单分子层吸附。pH值对吸附效果有较大影响,在pH=5-7时吸附效果较好。分析吸附过程中可能存在静电作用、阳离子交换、π-πEDA等作用。AC-2、AC-S2及AC-SA均能有效去除水中的阿莫西林,AC-SA去除效果更好,吸附量为45.60 mg/g,去除率达到90.96%。AC-2与AC-S2吸附效果差不多,吸附量分别为38.84mg/g和39.69 mg/g,去除率分别达到77.99%和78.36%。吸附过程主要为化学吸附,吸附6h左右到达平衡,二者均符合伪二级动力学吸附模型。吸附等温模型更适合用Langmuir模型。活性炭主要为单分子层吸附,其中AC-SA有部分多分子层吸附。pH值对吸附效果有较大影响,在酸性条件下吸附效果更好。分析吸附过程中可能存在静电作用、阳离子交换、π-πEDA等作用。
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ424.1;X703
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，本文编号：1336015
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