废报纸吸附甲基蓝的过程研究：吸附模型比较与误差分析.pdf

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1、第26卷第4期宁波工程学院学报V01．26No．42014年12月JOURNALOFNINGBOUNIVERSITYOFrECHNOL0GYDec_2O14DOI：10．39696．issn．1008—7109．2014．04．003废报纸吸附甲基蓝的过程研究：吸附模型比较与误差分析王佳佳，樊一帆，吴一山，黄辉(宁波工程学院，浙江宁波315016)摘要：在l0—25℃条件下．研究废报纸对浓度为100～250mg／L甲基蓝溶液的吸附过程，分别采用5种吸附动力学模型和5种平衡吸附等温线模型对实验数据进行了拟合．通过7种误差分析方程进

2、行了吸附模型拟合效果的综合比较。研究结果表明，在用于比较的模型中，Lagergren二阶一1模型和Dubinin—Radushkevich模型分别是最佳的吸附动力学模型和平衡吸附等温线模型，适用于描述废报纸对甲基蓝的吸附过程。关键词：废报纸；甲基蓝；吸附；模型中图分类号：X705；TQ352文献标识码：A文章编号：1008—7109(2014)04—0012—05根据《造纸工业发展“十二五”规划》，目前我国的纸、纸板生产量和消费量均位居世界第一，到2015年，两者预计将分别达到1．16亿吨和1．147亿吨。纸的大规模生产与使用必

3、然产生大量废纸，如果不对其加以资源化利用，将很大程度上造成资源的浪费。目前，我国废纸的回收率低于世界平均水平，并且远低于部分发达国家，且回收的废纸主要作为造纸原料进行循环利用，用途单一。近几年，国内外学者分别从吸水树脂和染料吸附剂、金属离子吸附剂、活性炭和碳化材料吸附材料等方面利用废报纸探索制备吸附材料，促进了废报纸的资源化利用相关技术的发展【】1。甲基蓝是一种广泛作为化学指示剂、染料和生物染色剂使用的有毒芳香杂环化合物，在生产、运输和废物处理过程中大量排入水体，能对人类日常生活和身体健康造成严重危害。吸附法是染料废水处理的重要

4、方法之一，因其能耗低、工艺简单、无二次污染等优点，一直是甲基蓝废水处理的研究热点[21。本文以废报纸为原料．经预处理后作为吸附材料将其用于对甲基蓝溶液的吸附过程，并通过误差分析法比较了不同的吸附动力学模型和平衡吸附等温线模型对吸附过程的拟合效果，分别得到最优模型，帮助了解其吸附机理，为废报纸基吸附材料用于染料废水处理提供理论基础。1实验方法1．1试剂与仪器废报纸，回收的市售废旧报纸；甲基蓝、双氧水、氢氧化钠均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司。SHB—III循环水式多用真空泵，郑州长城工贸有限公司；EL104电子分析天平，梅特勒

5、一托利多仪器(上海)有限公司；SHA—C恒温振荡器，常州国华电器有限公司；UV一7504单光束紫外可见分光光度计，上海欣茂仪器有限公司；pHB一4便捷式pH计，上海仪电科学仪器股份有限公司。收稿日期：2014—01—06第一作者简介：王佳佳，女，宁波工程学院化学工程学院化学工程与工艺专业2011级学生；指导老师：黄辉，男，宁波工程学院化学工程学院博士。基金项目：浙江省大学生科技创新活动计划项目(2013R422016)；宁波市教育科学规划课题成果(YGH032)。王佳佳樊一帆吴一山黄辉：废报纸吸附甲基蓝的过程研究：吸附模型比较与

6、误差分析131．2废报纸预处理称取约lOg废报纸撕碎后置于沸水中搅拌至糊状，纸浆烘干后再加入200mL双氧水，加热至60℃搅拌2h，过滤、洗涤数遍后烘干，然后再将纸浆加入200mL1．Omol／L的NaOH溶液，60cC下搅拌2h，过滤、洗涤直至滤出液的pH值不再变化，最后烘干纸浆并碾磨成粉末备用。1．3实验过程分别在250mL棕色锥形瓶中加入0．05g废报纸粉末和100mL浓度为250mg／L、200mg／L、150mg／L或100mg／L的甲基蓝溶液，并于10℃、l5℃、20℃或25~C恒温水浴条件下振荡吸附，每隔一定时间取

7、样．稀释定容后于668nm波长下用紫外一可见分光光度计测定甲基蓝溶液的吸光度。通过配制一系列浓度的甲基蓝溶液进行测定吸光度，得甲基蓝溶液在50～300mg／L浓度范围内呈现良好的线性关系．标准曲线方程为y=221．3755x+23．1519(R=0．9924)。1．3吸附量计算废报纸上甲基蓝的吸附量通过公式(1)计算：q(1)‘m其中，g是在t时刻甲基蓝吸附量，mg／g；Co是甲基蓝初始浓度，mg／L；G是甲基蓝在t时刻的浓度，mg／L；V是甲基蓝溶液体积，L；m是废报纸质量，g。2结果与讨论2．1吸附模型和误差分析方程吸附研究

8、中，常用模型很多，即使同一模型但表达式不同，则拟合结果也存在一定的差异。本文选取了最为常用的5种吸附动力学模型(表1)、5种平衡吸附等温线模型(表2)，用于拟合实验研究范围内废报纸吸附甲基蓝的实验数据。而在以往的吸附研究过程中，线性相关系数R常被用来评价模型拟合