一步法制备糖蜜基活性炭及其界面吸附行为

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1、一步法制备糖蜜基活性炭及其界面吸附行为高煙王威庞厘云直礼媛赵纯吉林大学电子科学与工程学院长春师范大学化学学篋吉林大学化学学院以糖厂废弃的糖蜜为原料，Na2CO3为活化剂，采用一步直接化学活化法制备了糖蜜基活性炭（AC）.采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、N2吸附-脱附及元素分析手段对产物进行了表征，证实其为多孔的石墨化碳材料，比表面积高达1023m7g.研究丫糖蜜基活性炭对溶液屮的重金属离子Pb（II）的脱除性能，结果表明:糖蜜基活性炭的吸附容量高于市售活性炭（CC），且所需吸附时间和投炭量均低于市售活性炭;其吸附动力学符合准二级动力学的Langnmir吸附，为单分子层的化

2、学吸附;吸附Pb（II）的糖蜜基活性炭可循环再生和重复使用.关键词：糖蜜;活性炭;低成本;循环再生;界面吸附;（质量比1:广1:5）,混合均匀后加入镍坩埚内，于马弗炉中程序升温至700~900°C,活化0.5~2.5h.将活化后的产物冷却至室温，用蒸馏水洗涤至洗涤液呈中性，再于120°C下干燥2h，即得到产物AC.不同活化条件下制备的糖蜜基活性炭按如下方式命名：例如，当Nei2CO3与糖蜜的质量比为4:1,活化温度为70CTC，活化时间为1h吋，样品被命名为AC/700/1/4:1.Fig.1One-stepsynthesisofactivatedcarbonfrommolassesfora

3、dsorptionofPb(II)1.3吸附实验将一定质量的ac和cc分别加入Pb(n)溶液中，于恒温振荡器中进行振荡吸附，平衡吸附量I(mg/g)计算公式［19］如下:式屮，c。，V和m分别为Pb(II)离子的初始浓度(mg/L)、吸附t时间后Pb(II)离子浓度(mg/L),吸附溶液的体积(L)和活性炭的质量(g).1.3.1离子初始浓度(cQ)对AC和CC吸附效能的影响将0.1gAC和0.1gCC分别与50mL初始浓度为25〜400mg/L的Pb(II)溶液(pH=5.0)混合，在298K的恒温振荡器中以140r/min振荡频率振荡4h后过滤，测定溶液屮剩余Pb(II)的含量.1.3.

4、2吸附时间(t)对AC和CC吸附效能的影响将0.1gAC和0.1gCC分别与50mL初始浓度为70mg/L的Pb(II)溶液(pH=5.0)混合，在298K的恒温振荡器中以140r/miri振荡频率振荡0.05〜24h后过滤，测定溶液屮剩余Pb(II)的含量.1.3.3pH值对活性炭AC和CC吸附效能的影响将0.1gAC和0.1gCC分别与50mL初始浓度为70mg/L的Pb(II)溶液(pH值为3.CT5.5)混合，在298K恒温振荡器中以140r/min振荡频率振荡4h后过滤，测定溶液中剩余Pb(II)的含量.1.3.4投炭量(m)对活性炭AC和CC吸附效能的影响将0.01〜0.20gA

5、C和0.01〜0.20gCC分别与50mL初始浓度为70mg/L的Pb(II)溶液(pH=5)混合，在298K的恒温振荡器中以140r/min振荡频率振荡4h后过滤，测定溶液中剩余Pb(II)的含量.1.3.5温度对AC和CC吸附效能的影响将0.1gAC和0.1gCC分别与50mL初始浓度为70mg/L的Pb(II)溶液(p11=5.0)混合，在298~338K的恒温振荡器屮以140r/min振荡频率振荡4h后过滤，测定溶液中剩余Pb(II)的含量.1.4循环再生实验将0.1gAC与50mL初始浓度为70mg/L的Pb（II）溶液（pH=5）混合，在恒温振荡器中于298K下以140r/min

6、的振荡频率振荡4h后过滤，测定溶液中剩余Pb（II）的含量.将吸附了Pb（II）的AC加入到50mL0.1mol/LHC1溶液中，室温下于恒温振荡器中以140r/min振荡频率振荡4h后离心，并去除上清液进行解吸，重复以上步骤3次，然后加入50mL0.1mol/L的Na0H溶液中和残留的HC1,离心并弃去上清液，最后用去离子水反复洗涤AC至洗涤液为中性，过滤后测定溶液中剩余Pb（II）的含量，计算脱附量（mg/g）.式中，V。和分别为脱附后离子浓度（mg/L）、脱附溶液的体积（L）和脱附活性炭的质量（g）.再生的AC用于下一次吸附实验，进行3次循环再生实验.以吸附率和脱附率I作为参考数据，探

7、宂AC的循环再生能力，计算公式［20］如下:式（3）屮，cb.jDck,、.分别为第一次吸附平衡吸附量（mg/g）和第ri次吸附平衡吸附量（mg/g）;式（4）中，q».,,和qt.,、分别为第n次脱附量（mg/g）和第n次平衡吸附量（mg/g）.2结果与讨论2.1活性炭的组成与结构分析利用元素分析仪对AC进行元素分析，结果表明C的含量（质量分数）为79.99%，H的含量为1.166%,0的含量为14.75%