富氮活性炭吸附苯酚,研究了從木質(zhì)纖維板廢物中制備富氮活性炭。以800℃活化溫度碳化1小時(shí)的50%碳酸鉀溶液的浸漬比率(克化學(xué)試劑/克木纖維板廢料)為3獲得活性炭。確定最佳吸附條件作為接觸時(shí)間，pH，活性炭的用量和溶液溫度對(duì)苯酚吸附的影響的函數(shù)。在給定的苯酚濃度為250mg / L時(shí)，在120分鐘內(nèi)達(dá)到吸附平衡。當(dāng)使用0.3克碳吸收劑和100毫升250毫克/升苯酚溶液時(shí)，苯酚在活性炭上的最大吸附量可達(dá)208毫克/克。在吸附等溫線(xiàn)中，Langmuir模型比苯酚吸附的Freundlich模型擬合效果更好。

　　酚類(lèi)是高級(jí)別優(yōu)先處理的污染物，因?yàn)樗鼈兊亩拘院驮诃h(huán)境中可能的累積。苯酚從工業(yè)廢水中引入到地表水中。雖然有很多種方法處理含有機(jī)和無(wú)機(jī)污染物的廢水，但是使用吸附劑是最常用的方法。吸附技術(shù)已被廣泛研究用于從水溶液中去除有機(jī)和無(wú)機(jī)微污染物。吸附處理中有很多類(lèi)型的吸收劑在使用。活性炭是用于從水域中去除各種有機(jī)物的最廣泛使用的一種吸附劑，但與其相關(guān)的缺點(diǎn)是由于使用不可再生和相對(duì)昂貴的起始材料如煤，這是一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)考慮因素，因此與其相關(guān)的缺點(diǎn)是再生成本高。這促使人們研究出更多可用的材料生產(chǎn)活性炭，現(xiàn)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)幾種木材加工殘余物和農(nóng)業(yè)殘余物是生產(chǎn)活性炭的合適前體。因?yàn)閺倪@些材料獲得的生物質(zhì)更便宜，可再生和豐富，具有高碳和低灰分含量。

　　光是使用便宜材料制造活性炭還不夠，我們還需要對(duì)強(qiáng)化活性炭對(duì)污染物吸附能力方面的研究。使用引入含氮表面基團(tuán)使得活性炭更加堿性，所以預(yù)期增加酸性試劑的吸附。因此，富氮活性炭能增加吸附酚類(lèi)化合物的能力。但是，商業(yè)上使用的活性炭中的氮含量非常低。有幾種制備氮含量提高的活性炭的方法。用于合成含氮活性炭的方法可以分成兩組。首先，它是常規(guī)的活性炭在高溫下與氨，氨-空氣或氨-水蒸氣混合物處理。第二種方法在于含氮前體的冷凝相熱解或合適的氮載體的具有共同碳前體共熱解，然后制成含氮活性炭。在上述制造含氮活性炭的方法中，找到更具成本效益的生產(chǎn)方法是十分必要的。開(kāi)發(fā)木材廢料中的活性炭產(chǎn)品有很大的潛力。在廢木纖維板中，使用含氮的氨基塑料粘合劑如脲-甲醛和三聚氰胺-甲醛樹(shù)脂將氮?dú)庖�入木質(zhì)基體。含氮粘合劑通過(guò)木纖維板分散。因此，從廢木材制備富氮活性炭及其對(duì)苯酚的吸附行為將是一個(gè)有趣的研究課題。

　　活性炭的制備分為兩個(gè)步驟。第一步是碳化，將舊纖維板切割成250×20×5mm的塊，將這些塊以100℃/ h的加熱速率加熱到500℃的碳化溫度，并在該溫度下保持1小時(shí)。然后將樣品磨碎并用篩子篩分。顆粒直徑的分?jǐn)?shù)范圍為40-60目。將顆粒樣品在105℃烘箱中干燥4小時(shí)。

　　在活化步驟中，將3g烘干的樣品在50%的碳酸鉀溶液中浸泡16小時(shí)(浸漬的克化學(xué)試劑/克舊纖維板)。然后將浸泡的樣品放入電烤爐并以10℃/分鐘的加熱速率加熱至約800℃。將樣品在該溫度下保持50分鐘，然后冷卻，隨后依次用0.5N HCl溶液洗滌。用熱蒸餾水反復(fù)沖洗活性炭直到溶液的pH達(dá)到約6-7。最后，將這些活性炭在105℃的烘箱中干燥4小時(shí)完成制備。

　　酚吸附過(guò)程

　　吸附動(dòng)力學(xué)和平衡研究在環(huán)境溫度下進(jìn)行。將已知量的吸附劑放入含有100ml預(yù)定濃度的苯酚水溶液的燒瓶中。燒瓶是密閉的，不僅可以避免揮發(fā)造成的苯酚損失，而且可以防止氧氣的進(jìn)入，這種氧氣已經(jīng)通過(guò)氧化耦合而導(dǎo)致不可逆的苯酚吸附。然后搖動(dòng)瓶子100分鐘。在吸附過(guò)程結(jié)束時(shí)，使用0.45mm膜過(guò)濾出吸附劑顆粒。在分光光度計(jì)中用波長(zhǎng)λmax = 270nm的紫外吸收測(cè)量殘余苯酚濃度。

　　溫度的影響

　　在20-45℃范圍內(nèi)，苯酚對(duì)活性炭脫除的吸附作為溫度函數(shù)的函數(shù)被證實(shí)。苯酚的初始濃度為250 mg / L，吸附的接觸時(shí)間保持在120 min，以保證完全平衡。隨著溫度從20℃變​​化到35℃，苯酚去除率緩慢上升，隨著溫度從35℃進(jìn)一步上升到40℃，苯酚去除率由38.47%提高到47.05%。本文分別在20℃，35℃，40℃，45℃的溫度條件下，吸附量分別為90.00,96.18,117.64和106.73 mg / g。用氯化鋅活化的榛子蔗渣碳被檢查從水中去除苯酚。結(jié)果表明，在25,35和45℃時(shí)，吸附容量分別為97.36,91.32和99.27mg / g。在相同的溫度下苯酚去除率較高。原因在于引入含氮表面基團(tuán)使得活性炭更加堿性，預(yù)期苯酚的吸附增加。隨著溫度進(jìn)一步升高到40℃以上，苯酚去除率急劇下降。結(jié)果表明，對(duì)于由舊纖維板制備的活性炭，在40℃下獲得最大的苯酚吸附。

　　研究結(jié)果表明，用碳酸鉀化學(xué)活化舊纖維板制得的富氮活性炭，與其他非含氮活性炭相比，苯酚吸附容量顯著增加。與一系列接觸時(shí)間的影響相比; pH值，活性炭用量，溫度對(duì)活性炭苯酚吸附量的影響，得出結(jié)論，苯酚去除率變高，平衡時(shí)間縮短。因?yàn)橐�入含氮表面基團(tuán)使得活性炭更加堿性，所以預(yù)期苯酚的吸附量增加。吸附等溫線(xiàn)的吸附動(dòng)力學(xué)符合擬二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，Langmuir模型擬合吸附等溫線(xiàn)的苯酚吸附效果優(yōu)于Freundlich模型。

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