改性棕榈纤维活性炭对活性染料的吸附性能

DOI:10.13475/j.fzxb.201405007206改性棕榈纤维活性炭对活性染料的吸附性能董静,黄建骅,程岚,冉瑞龙,张同华,吴大洋(西南大学纺织服装学院,重庆400716)摘要为探究棕榈纤维在处理印染废水中的应用,将氧化镁(MgO)通过共沉淀-灼烧氧化法负载于棕榈纤维活性炭,利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、傅里叶转换红外光谱FT-IR、真密度测定法证实了棕榈纤维活性炭孔道及表面存在MgO。通过静态吸附实验,考察了改性前后棕榈纤维活性炭对活性艳红X-3B染料的吸附性能,对不同染料初始浓度下MgO改性棕榈纤维活性炭(MgO/PAC)对染料的吸附动力学以及在不同pH值下对染料的吸附性能进行了研究。结果表明:MgO改性可显著提高棕榈纤维活性炭的吸附性;当n(镁)∶n(碳)=2.5∶1时,改性棕榈活性炭对染料活性艳红X-3B的吸附量提高约8倍;MgO改性棕榈纤维活性炭对活性艳红X-3B的吸附符合伪二级动力学模型,颗粒内扩散不是吸附过程的唯一速率控制步骤,整个吸附过程是由多种动力学吸附机制共同作用的结果。关键词棕榈纤维;活性炭;氧化镁;活性艳红X-3B;吸附动力学中图分类号:TS193.57文献标志码:AAdsorptionkineticsofreactivedyeontomodifiedpalmfiberactivatedcarbonDONGJing,HUANGJianhua,CHENGLan,RANRuilong,ZHANGTonghua,WUDayang(CollegeofTextile&Garments,SouthwestUniversity,Chongqing400716,China)AbstractThepalmfiberwascarbonizedandthenmodifiedbyMgOinprecipitation-burningoxidationmethodfordealingwithdyeingwastewater.ThepresenceofMgOonthesurfaceofthemodifiedpalmfiberactivatedcarbon(MgO/PAC)wasconfirmedbyscanningelectronmicroscopy(SEM),FT-IRspectroscopyandthetruedensitymethod.TheadsorptivecapacityforReactiveBrilliantRedX-3Bofthepalmfiberactivatedcarbonbeforeandaftermodificationwastestedbystaticabsorptionexperiments.TheadsorptionkineticsofdyesontoMgOmodifiedplamfiberactivatedcarbonwasinvestigatedbyvaryingdyeinitialconcentrationsandpHvalues.TheMgOmodificationsignificantlyimprovestheadsorptioncapacityofpalmfiberactivatedcarbon;andwhentheratioofMgOtocarbonis2.5∶1,theadsorptionofReactiveBrilliantRedX-3BontotheMgOmodifiedpalmfiberactivatedcarbonwasincreasedbyafactorofabout8,itfollowedthepseudosecond-orderkineticmodel.Thewholeabsorptiveprocesswasnotonlycontrolledbytheintra-particlediffusionbutalsobyextra-particlediffusionprocess.Keywordspalmfiber;activatedcarbon;MgO;ReactiveBrilliantRedX-3B;adsorptionkinetics染料废水是由染料及染色助剂等形成的有机污染废水,随着染料种类的增多以及大分子合成染料越来越多的使用,高COD、高色度、难降解等成为染料废水处理的难题[1-3]。目前染料废水的处理方法众多,其中物理吸附法最为简便有效[4-5]。为了降低吸附法处理成本,吸附剂更多地采用原料来源广收稿日期:2013-04-27修回日期:2013-12-23基金项目:重庆市自然科学基金资助项目(cstc2012jjA20011);国家级大学生创新创业训练计划资助项目(201210635088);中央高校基本科研业务费专项基金资助项目(XDJK2012D008)作者简介:董静(1989—),女,硕士生。主要研究方向为新型纤维材料开发与利用。吴大洋,通信作者,E-mail:wdy1484@swu.edu.cn。泛且成本低廉的材料。一些农业废弃物如麦草、玉米、棉花的秸秆[6-8]、花生壳[9]、橘子皮[10]等均已被研究用作活性炭吸附剂。棕榈在我国江南各地区广泛分布,棕榈纤维取自棕榈树的棕板(或棕皮),早已被用作制绳、垫料填充等[11],但其应用范围较小。在多种废水处理方法中,活性炭具有较强的吸附能力和较快的吸附速率,因此研究将棕榈纤维炭化制成活性炭用作处理染料废水的吸附剂,可降低活性炭处理染料废水的成本,扩展棕榈纤维的应用范围。本文利用共沉淀-灼烧氧化法对棕榈纤维活性炭的表面进行纳米改性,研究了MgO改性棕榈纤维活性炭(MgO/PAC)对活性艳红X-3B染料的吸附性能。1实验部分1.1材料与仪器材料:活性艳红X-3B...

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