全站搜索
农作物残体制备的生物质炭对水中亚甲基蓝的吸附作用
作者:管理员    发布于:2017-10-23 14:07:04    文字:【】【】【

  农作物残体制备的生物质炭对水中亚甲基蓝的吸附作用徐仁扣赵安珍肖双成袁金华1,2(1.中国科学院南京土壤研究所土壤与衣业可持续发展国家重点,结果表明,在所研究的pH4~8.5范围内,亚甲基蓝在2种生物质炭表面的吸附基本不受介质pH变化的影响,但介质离子强度的增加导致亚甲基蓝在2种生物质炭表面吸附量增加。这些结果说明亚甲基蓝主要不是以静电吸附机制被生物质炭吸附,主要发生化学吸花生秸秆炭-一去离子水0.01mol-L附或物理吸附。因为按照胶体化学理论,以静电吸附方式被吸附的离子由于离子与带相反电荷的表面之间的静电引力作用而存在于胶体双电层的扩散层中,随着离子强度增加,电解质溶液中离子与吸附离子竞争吸附位,导致静电吸附离子的吸附量降低。另一方面,随着pH升高,生物质炭表面的负电荷数量增多,如果亚甲基蓝在生物质炭表面发生静电吸附,其吸附量应该随pH升高而增加。

  吸附平衡液pH离子强度和pH对花生秸轩炭和稻壳炭吸附亚甲基蓝的影响Zeta电位(动电电位)是胶体颗粒在电场中运动时胶体与溶液相滑动面上的电位,它是胶体的特征参数,其正负符号和数值主要受胶体表面电荷状况的影响。颗粒表面带净负电荷时,Zeta电位为负值;颗粒表面带净正电荷时,Zeta电位为正值。

  所示为亚甲基蓝吸附对花生秸轩炭Zeta电位的影响,结果表明在所测定的pH 2.7~8.0范围内,花生秸轩炭的Zeta电位为负值,说明在这一pH范围内花生秸轩炭表面带负电荷。结果还表明,亚甲基蓝吸附导致花生秸轩炭的Zeta电位向正值方向位移,这一结果进一步证明亚甲基蓝与生物质炭发生专性相互作用,亚甲基蓝进入生物质炭表面双电层的紧密层,将其表面部分正电荷转移到生物质炭表面,导致生物质炭表面负电荷数量减少,Zeta电位的值减小。

  亚甲基蓝的吸附量基本不随pH的改变而变化,且亚甲基蓝吸附导致生物质炭的Zeta电位向正值方向位移,这些结果说明亚甲基蓝与生物质炭表面发生了专性相互作用。

  上述结果表明,虽然生物质炭表面带负电荷有利于阳离子染料亚甲基蓝向生物质炭表面靠近,并发生吸附反应,但亚甲基蓝在生物质炭表面主要发生专性吸附,与其它有机污染物在生物质炭表面的吸附机制相似1016.有关亚甲基蓝在生物质炭表面的成键方式还有待今后在分子水平上作进一步探讨。

  由于pH对生物质炭吸附亚甲基蓝的影响很小,这为生物质炭用于污水处理提供便利,无论酸性还是碱性的含亚甲基蓝和类似污染物的污水,生物质炭吸附剂均可获得良好的吸附和去除染料的效果。

  2.3淋溶条件下稻壳炭对亚甲基蓝的吸附为了考察淋溶条件下生物质炭对亚甲基蓝的吸附,选择4种生物质炭中对亚甲基蓝吸附容量小的稻壳炭进行淋溶。结果表明,稻壳炭表现出对亚甲基蓝较好的去除效果,采样300次之前,淋出液中亚甲基蓝的浓度接近0,表明溶液中的亚甲基3亚甲基蓝吸附对花生秸轩炭Zeta电位的影响sorbsleadandatrazine何娇,孔火良,韩进,等。秸轩生物质环境材料的制备及对水中多环芳烃的处理性能。环境科学,2011,adsorptiononastraw-basedbiochar何娇,孔火良,高彦征。表面改性秸轩生物质环境材料对水中PAHs的吸附性能。中国环境科学,2011,mmol-kg1.这一累积吸附量低于表2中Langmuir方程预测的稻壳炭对亚甲基蓝的大吸附量,说明此时稻壳炭还没有达到吸附饱和状态。由于稻壳炭在4种炭中吸附能力低,因此,可以预期在实际应用中其它3种炭对亚甲基蓝的吸附和去除效果将更佳。生物质炭是去除水体中亚甲基蓝等阳离子染料的良好吸附剂,而且生物质炭为生物质燃料,吸附染料的生物质炭可以通过焚烧进行进一步处理,不产生二次污染。

  3结论由农作物残体制备的生物质炭对亚甲基蓝有很高的吸附能力,4种生物质炭吸附亚甲基蓝能力的大小顺序为:稻草炭>大豆秸轩炭>花生秸轩炭>稻壳炭。

  亚甲基蓝在生物质炭表面主要发生专性吸附,因为亚甲基蓝的吸附量随介质离子强度的增加而增加,而且亚甲基蓝吸附使生物质炭颗粒的Zeta电位向正值方向位移。

  Langmuir方程可以描述生物质炭对亚甲基蓝的吸附等温线。生物质炭可以用作高效吸附剂去除染料废水中的亚甲基蓝。

访问统计
51客服