发布时间 : 星期四 文章核桃壳活性炭吸附甲基橙的性能研究更新完毕开始阅读
官方网址：http://www.dnhxt.net
核桃壳活性炭吸附甲基橙的性能研究
染料废水是目前最主要的水体污染源之一。
因其色度深、有机污染物含量高、性质稳定、不易生物降解，且染料组分排入水体会造成透光率降低而导致水体生态系统被破坏，因此，染料废水成为难处理的工业废水。
活性炭在水处理领域应用广泛，尤其适用于工业废水处理、污水深度处理等领域。然而，传统的活性炭主要以煤或木材为原料，不利于石油和森林资源的保护，且价格昂贵，其应用受到一定程度的限制。
核桃壳是一种固定碳和挥发分含量较高而灰分较少的含碳物质，用核桃壳制备出高性能的活性炭，是很有价值的事情，一方面让核桃壳不再只是农林废弃物，有了它的利用价值; 另一方面也为活性炭找到了新的大量的原材料，可以节省木材和煤资源，缓解能源问题。
本文以核桃壳为原料，采用氯化锌化学活化法制备活性炭，研究活性炭对甲基橙的吸附性能，为废弃核桃壳的综合开发利用提供实验依据，为核桃壳活性炭的工业化生产提供参考。
1 实验部分
1. 1 材料与仪器
甲基橙，指示剂; 氯化锌、盐酸、NaOH 均为分析纯; 核桃壳，市售。 FA2004B 型电子天平; DHG-9070 型电热恒温干燥箱; WFJ7200 型可见光光度计; SHA-B 型恒温振荡器; SXL 型程控箱式电炉; DS-7250 型高速多功能粉碎机。
1． 2 核桃壳活性炭的制备
核桃壳洗净、烘干、粉碎，与质量浓度40% 的氯化锌溶液按料液比1;2.5g /mL 混合，充分搅拌，浸泡活化14 h。
官方网址：http://www.dnhxt.net
将料液移至坩埚中，放在程控箱式电炉中烧制， 300 ℃炭化80 min，600 ℃活化50 min 后立即取出，冷却。用质量浓度1% 稀盐酸除灰，再用蒸馏水洗涤至pH 值为7。
随后倒入干净的烧杯中，在电热恒温干燥箱内120 ℃下干燥至恒重，研磨，过200 目筛，即得核桃壳活性炭。 1． 3 吸附实验
取模拟废水200 mg/L 甲基橙溶液50 mL，置于150 mL 锥形瓶中，加入0.15 g 核桃壳活性炭，密封。将锥形瓶置于恒温振荡器中，在40 ℃以120 r /min振荡吸附90 min。
过滤，滤液用3 cm 的比色皿于波长459 nm 处测定吸光度( 当吸光度＞ 1 时进行适当的稀释) ，通过甲基橙标准曲线确定滤液中剩余甲基橙的浓度，计算吸附率。平行3 次，取平均值。
吸附率=(( C0－ Ct)/C0)× 100%
式中 C0———吸附前甲基橙溶液的初始浓度，mg /L;
Ct———吸附后甲基橙溶液的浓度，mg /L。
1． 4 标准曲线绘制
1． 4． 1 绘制甲基橙吸收曲线
称取50mg甲基橙于小烧杯中，加水溶解。转移至500mL容量瓶中， 用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，配成0.1g /L 的甲基橙溶液。使用3 cm 比色皿，以蒸馏水为参比溶液，用分光光度计在420 ～ 560 nm 波长区间测定甲基橙溶液的吸光度( 当吸光度＞ 1 时进行适当的稀释) 。间隔20 nm 测一个点，在吸光度较大的波长附近每间隔2 nm 测一个点。以波长为横坐标，吸光度
官方网址：http://www.dnhxt.net
为纵坐标，绘制甲基橙吸收曲线，见图1。
由图1 可知，波长459nm有甲基橙的最大吸收。在459nm处绘制甲基橙标准曲线。
1. 4. 2 绘制甲基橙标准曲线
准确称取10 mg 甲基橙于小烧杯中，加水溶解。转移至50mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀，得甲基橙浓度20 mg /L标准溶液。
分别吸取甲基橙标准溶液1.0，2.0，3.0，4.0，5.0，6.0mL 于6 只50mL容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度，摇匀。
使用3 cm 比色皿，蒸馏水为参比溶液，在波长459 nm 处测量各溶液的吸光度。以甲基橙浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制甲基橙标准曲线，见图2。
由图2 可知，在0.4～2.4 mg /L 范围内，甲基橙浓
度与吸光度呈线性关系，标准曲线方程为:
y =0.214 1x + 0.008，R2 = 0.9999。
2 结果与讨论
2． 1 吸附剂用量对吸附效果的影响 在25 ℃下按1． 2 节的条件进行实验，吸附剂用量对吸附率的影响，见图3。
官方网址：http://www.dnhxt.net
由图3 可知，吸附率随着核桃壳活性炭用量的增加显著增加，吸附剂用量0.15 g 时，吸附率达93.67%，此后继续增加吸附剂用量，吸附率增率趋于平稳。因此，吸附剂用量以0.15g( 3g /L) 为宜，过量加入吸附剂会造成浪费。 2． 2 吸附时间对吸附效果的影响
实验条件同2.1节，吸附时间对吸附率的影响见图4。
由图4 可知，吸附率随吸附时间的增加而增加，吸附时间90 min 时，吸附率达98.82%; 超过90 min后，吸附率趋于平稳。因此，最佳吸附时间90 min。
2． 3 温度对吸附效果的影响
实验条件同上，温度对吸附率的影响见图5。
由图5可知，温度低于40℃时，吸附率随温度的升高而增大; 温度＞ 40℃时，吸附率随着温度升高而小幅度减小。温度过高，吸附-解吸平衡向解吸方向移动，故使得吸附率下降。
因此，最佳吸附温度40℃。
2． 4 正交实验