NKA-Ⅱ树脂吸附苯甲酸的影响因素研究

刘 兰，彭 瀚，王 斌

（广东石油化工学院，广东 茂名 525000）

环保与三废利用

NKA-Ⅱ树脂吸附苯甲酸的影响因素研究

刘 兰，彭 瀚，王 斌

（广东石油化工学院，广东 茂名 525000）

水体中的苯甲酸污染已成为我国水污染中的一个主要问题，回收废水中的苯甲酸对保护环境具有十分重要的意义。本文以NKA-Ⅱ树脂作为吸附剂，研究NKA-Ⅱ树脂吸附水溶液中苯甲酸的影响因素，详细分析吸附剂质量、吸附温度和吸附时间对瞬时吸附量以及苯甲酸脱除率的影响，为大孔树脂处理含苯甲酸废水提供理论依据和参数指导。

大孔吸附树脂；吸附；苯甲酸；影响因素

苯甲酸是一种重要的精细化工产品，随着我国经济和工业的不断发展，水体中的苯甲酸污染已成为我国水污染中的一个主要问题，回收废水中的苯甲酸对保护环境具有十分重要的意义[1-3]。

吸附法是处理水中有毒有害有机物最常用的操作方法之一。大孔吸附树脂既具有活性炭吸附的能力，又可以像离子交换树脂那样进行再生，而且理化性质相对稳定，因此，在有机废水治理处理领域得到广泛的应用[4-5]。本文以NKA-Ⅱ树脂作为吸附剂，研究NKA-Ⅱ树脂吸附水溶液中苯甲酸的影响因素。

1 实验材料和仪器

NKA-Ⅱ吸附树脂，苯甲酸（分析纯）。

DF-Ⅱ集热式磁力搅拌器。

2 实验数据与分析

取预处理好的NKA-Ⅱ吸附树脂于锥形瓶中，加入含苯甲酸的废水溶液。在不同吸附温度下，在预先设定温度的恒温水浴震荡箱中，分别在不同时间段取样测定溶液浓度，计算苯甲酸脱除率。

2.1 吸附剂质量对苯甲酸脱除率的影响

随着吸附剂质量的增加，苯甲酸脱除率增大，这是由于吸附剂质量增加，吸附剂的比表面积及吸附活性位点随之增加，吸附效果增强[6-7]。但吸附剂质量不断加大，苯甲酸脱除率增加越来越缓慢。

表1 不同树脂用量下吸附量及苯甲酸脱除率的变化

以t时刻吸附量和苯甲酸脱除率随吸附剂用量的变化趋势做图，结果见图1、图2。

图1 瞬时吸附量随吸附剂用量变化趋势图

从表1数据和图1、图2可以看出，随着吸附剂用量增加，瞬时吸附量逐渐减小，苯甲酸脱除率逐渐增加。特别是树脂用量在0.5～1g时变化趋势较大，1g以后变化趋势变得缓慢。吸附初始阶段，苯甲酸去除速率随吸附剂用量增加而迅速增加；随着吸附的进行，去除率增加缓慢。这主要是由于吸附初期大孔树脂表面有大量可用的吸附位点，能够快速去除苯甲酸；随吸附的进行，吸附位点随之减少，吸附推动力下降，很难再被苯甲酸占用，致使其吸附速度逐渐变缓最终达到平衡。

图2 苯甲酸脱除率随吸附剂用量变化趋势图

2.2 吸附温度对苯甲酸脱除率的影响

大孔吸附树脂的吸附量和吸附能力与温度呈正比，温度升高后，吸附作用提高。这是因为一方面随着温度的升高，液体黏度下降，吸附阻力下降；另一方面温度增加使得吸附质穿过吸附剂的外边界层和内部孔隙的扩散速率增加[8-9]。

表2 不同吸附温度下吸附量及苯甲酸脱除率的变化

以t时刻吸附量和苯甲酸脱除率随吸附温度的变化趋势做图，结果见图3、图4。

图3 瞬时吸附量随吸附温度变化趋势图

图4 苯甲酸脱除率随吸附温度变化趋势图

从表2和图3、图4可以看出，随吸附温度增加，瞬时吸附量逐渐增加，苯甲酸脱除率逐渐增加，但是总体变化趋势不明显，说明温度对NKA-Ⅱ树脂吸附苯甲酸的影响较小。考虑到成本问题，可以选择在常温下吸附。

2.3 吸附时间对苯甲酸脱除率的影响

设 置 吸 附 时 间 分 别 为 10min、15min、20min、30min、45min、60min，在预先设定温度的恒温水浴震荡箱中，取样测定溶液浓度，计算不同吸附时间下的瞬时吸附量和苯甲酸脱除率。

表3 不同吸附时间下吸附量及苯甲酸脱除率的变化

以t时刻吸附量和苯甲酸脱除率随吸附时间的变化趋势做图，结果见图5、图6。

图5 瞬时吸附量随吸附剂用量变化趋势图

图6 苯甲酸脱除率随吸附剂用量变化趋势图

从表3和图5、图6可以看出，吸附初始阶段，苯甲酸去除速率随吸附时间延长而迅速增加；随着吸附的进行，去除率增加缓慢直至达到平衡。这主要是因为反应初期大孔树脂表面有大量可用的吸附位点，能够快速去除苯甲酸；随吸附反应的进行，大孔树脂表面的吸附位点减少，吸附推动力下降，吸附速度逐渐变缓最终达到平衡。综合考虑，合适的吸附时间为45min。

3 结论

1）随吸附剂用量增加，瞬时吸附量逐渐减小，苯甲酸脱除率逐渐增加。特别是树脂用量在0.5～1g时变化趋势较大，1g以后变化趋势变得缓慢。综合考虑，100mL苯甲酸废水溶液合适的树脂用量为3g。

2）随着吸附温度增加，瞬时吸附量逐渐增加，苯甲酸脱除率逐渐增加，但是总体变化趋势不明显，说明温度对NKA-Ⅱ树脂吸附苯甲酸的影响较小。考虑到成本问题，可以选择在常温下吸附。

3）吸附初始阶段，苯甲酸去除率随吸附时间的延长而迅速增加；随着吸附的进行，去除率增加缓慢直至达到平衡。综合考虑，合适的吸附时间为45min。

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Study on Influence Factors of Benzoic Acid Adsorption with NKA-Ⅱ Resin

LIU Lan, PENG Han, WANG Bin
(College of Chemical and Environmental Engineering, Guangdong Institute of Petrochemical Industry, Maoming 525000, China)

Benzoic acid pollution in water was a major problem in China’s water pollution, and the benzoic acid in recycled wastewater was of great significance to protect the environment. Applied NKA-Ⅱ resin as adsorbent, the in fluence factors of benzoic acid absorption in aqueous solution were studied. The in fluence of adsorbent quality, adsorption temperature and adsorption time on instantaneous adsorption capacity and benzoic acid removal rate, were detailed investigated.

macroporous adsorption resin; adsorption; benzoic acid; in fluence factor

O 625.5+1

A

1671-9905(2017)11-0043-03

刘兰（1981-），女，广东石油化工学院教师，主要从事化学工程与工艺实验室教学工作。电话：18898517797，E-mail:383733546@qq.com

2017-07-03