[目的]研究桂花秸秆生物炭对五氯苯酚的静态吸附特性。[方法]研究了吸附法,溶液pH值和吸附时间对吸附的影响,以及Langmuir和Freundlich等温线的吸附平衡过程。[结果]酸性条件有利于桂花秸秆生物炭吸附剂吸附五氯苯酚,气味宜人,在30分钟内吸附过程达到平衡。花的秸秆更符合Freundlich等温线。

附动力学研究表明,吸附过程与准二次动力学模型更为一致,吸附速率常数为0.015 9 g /(mg.min)。附过程是吸热的,温度升高促进了吸附。[结论]桂花秸秆生物炭可用于吸附五氯酚。氯苯酚是一种氯化苯酚,是一种持久的,具有生物蓄积性且剧毒的有机污染物,在动植物中含量很高,会导致动物的肝,肺,肾和神经受损。糟糕了。
氯酚可用作环境中的木材防腐剂,杀虫剂,除草剂和其他农药。可以直接释放到环境水体中,也可以通过饮用水中合成化合物的氯化反应或纸浆漂白法间接合成。氯苯酚的广泛使用已导致全世界土壤和水体的污染。此,消除水中的五氯苯酚具有重要的现实意义[1-2]。种含酚废水处理技术(例如氧化,生物降解,溶剂萃取,反渗透和吸附)用于从被苯酚污染的水中去除酚类污染物。5]。中,
桂花树价格吸附法是实验室研究和有效工业加工中最有效的技术之一。
用的吸附剂是活性炭,但是商业活性炭价格昂贵并且难以再生。年来,已经研究了许多低成本农业废料(例如坚果壳,花生壳等)在活性炭中的吸附和去除水体和水中的酚类污染物。得了良好的效果[6-9]。花秸秆作为一种农业副产品,年产量巨大。此,重要的是通过找到有效利用桂花秸秆并增加其附加值的方法来调整产品的结构。者提出以桂花秸秆为原料,制备生物炭吸附和去除水中五氯酚,研究影响吸附过程的各种因素并探讨其机理。附,以期为废水的有效处理提供理论依据。花秸秆来自当地农民。氯苯酚(分析级,天津化学试剂有限公司),磷酸(分析级,天津大姚化学试剂厂),盐酸(分析级,天津大姚化学试剂厂),氢氧化钠(分析级,天津)市道茂化学试剂)。UVmini-1240紫外可见分光光度计(日本岛津制作所),SX-4-10箱型电阻炉(山东森科仪器有限公司),pHS-3C数字酸度计(上海裕隆仪器有限公司) ); FA2004N型电子秤(上海精密科学仪器有限公司); TDL-50B台式离心机(上海安亭科学仪器厂)。桂花秸杆自然干燥,然后浸入自来水中,洗涤并除去表面杂质,并在60°C下干燥至恒重。洒一定量的桂花吸管,将其浸泡在85%的磷酸溶液中12 h,浸渍速度为1:3。有香味的有香味的吸管干燥,放入马弗炉,在400℃下烧焦2小时。盐酸(1%)活化的香水将桂花秸秆的生物炭去除1小时以去除灰烬,然后用蒸馏水冲洗至中性,在60°C下干燥,去除12小时后,将其放在干燥器中并放在一旁。250克桂花秸秆生物炭放入250毫升锥形瓶中,加入50毫升不同初始浓度的五氯苯酚溶液,在贝恩-马里恒温器上摇一会,离心并测量上清。留五氯苯酚的质量浓度。据式(1),C0为五氯苯酚的初始质量浓度(mg / L);这是吸附后五氯苯酚的平衡质量浓度(mg / L); v是溶液的体积(L); W是吸附剂的量(g)。pH在2〜8之间时,桂花秸秆生物炭对五氯苯酚的吸附量增加,而在pH> 8时,吸附量下降。
际上,pH值主要影响五氯苯酚的离子化程度和桂花秸秆生物炭的表面性质。低pH范围内,令人愉悦的桂花秸秆的生物炭表面被质子化,从而强烈吸引带负电荷的酚离子。氯苯酚为弱酸性,在溶液中部分离子化。些带负电荷的酚离子通过静电力以令人愉悦的香味被吸附在桂花秸秆生物炭的表面上,而未处理的五氯苯酚则通过物理力被吸附。高pH范围内,OH-与五氯苯酚分子竞争吸附位点,导致吸附量减少,这与Yang Rong等人的研究结果一致。[10]。用初始质量浓度为50 mg / L的五氯苯酚溶液研究了不同接触时间对五氯苯酚吸附的影响。果显示在图5中。2表明,在吸附的前20至30分钟内,五氯苯酚的吸附量迅速增加。达30分钟,吸附达到平衡。速的动力学吸附性能对于实际应用非常重要,因为它们可确保小体积处理设备的效率和成本效益。附开始后20分钟内,吸附速度很快,后吸附速度降低。

际上,在最初的吸附阶段,吸附剂的表面包含更多的吸附位,随着吸附的进行,可用位变得越来越弱,吸附速率也越来越高。到吸附剂可用之前,吸附变得越来越慢。些位点被五氯苯酚分子占据,这时吸附量不再增加并且吸附达到平衡。用五氯苯酚的初始浓度为50 mg / L的溶液研究了不同吸附剂量对五氯苯酚的吸附的影响。果如图3所示。图3可知,五氯苯酚的去除率随着吸附量的增加而增加,这是因为吸附剂的比表面积随吸附剂量和可用吸附位点的增加而增加。增加。是,随着吸附剂量的增加,
桂花树价格每单位质量吸附剂的五氯苯酚吸附量呈下降趋势。析吸附平衡数据对于指导工程设计中方程的开发很重要。

附等温线可以解释当吸附过程达到平衡时吸附物分子在液相和固相之间的分布。用Langmuir,Freundlich和Temkin的等温方程将线性数据拟合到吸附等温线。中,c e(mg / L)和q e(mg / g)是吸附物的平衡浓度和平衡吸附容量。
Q0和b是Langmuir常数。中ce和qe是吸附物吸附平衡的平衡浓度(mg / L)和平衡吸附(mg / g); KF和n是Freundlich的常数。中ce和qe是吸附物吸附平衡的平衡浓度(mg / L)和平衡吸附(mg / g); Kt和B是Temkin的常数,其中Kt是与最大结合能相关的常数,B是与吸附热有关的常数[11]。这三种等温形式中,桂花秸秆生物炭对五氯苯酚的吸附最好通过Freundlich等温线[线性相关系数(R2 = 0.98)]进行调节。Langmuir和Temkin的等温R2值分别等于0.92和0.90。Freundlich 1 / n等温常数的值小于1,这表明桂花秸秆生物炭对五氯苯酚的吸附被优先吸附。了验证吸附机理和流量控制步骤(如传质,化学反应过程等),分别采用一阶动力学模型和二阶动力学模型适应桂花秸秆生物炭吸附五氯苯酚的动力学行为。实验数据进行线性回归分析,线性表达式方程式分别表示在方程式(5)和(6)中。

中,qt和qe分别是时刻t的吸附量(mg / g)和吸附平衡,k1是方程式的吸附速率常数(min-1)阶吸附率的方程,k2是准二次吸附率方程。附速率常数[g /(mg·min)]。整参数的值在表1中显示,调整结果在图4和5中显示。调整结果可以看出,在测试的初始质量浓度下用二阶动力学模型进行线性调整后的R2≥0.97远优于一阶动力学模型的线性拟合结果。花秸秆生物炭对五氯苯酚的吸附过程具有较好的香气,与拟二次动力学模型较为吻合。中R是气体常数[8.314J /(mol.K)]; T是绝对温度(K);这是温度T下溶质的平衡浓度。K0是一个常数; n在Fre-undlich系数方程中。据不同温度下的吸附测试结果,计算了相应的热力学参数。果列于表2中。布斯自由能是确定吸附过程是否可以自发进行的基本条件,表2表明吉布斯自由能△G <0五氯苯酚在桂花秸秆生物炭上的吸附对吸附过程具有自发影响。
△H> 0,表明吸附过程是吸热的,温度升高有利于吸附;通常,物理吸附的吸附热低于化学吸附,前者为8.37至62.8 kJ / mol,后者为125.6至418.68 kJ / mol [13]表2中的ΔH值表明,桂花秸秆生物炭对五氯苯酚的吸附是物理吸附。△S> 0,表明吸附反应是增加熵的过程。据以上研究,具有良好气味的桂花秸秆生物炭可以有效地去除水中的五氯苯酚,弱酸条件有利于水溶液中五氯苯酚的吸附。附动力学可以用准二次动力学模型来描述,吸附过程更符合弗氏等温线。式。附过程是吸热的,高温有利于吸附。附过程主要包括物理吸附,并且是增加熵的过程。
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