花生壳对亚甲基蓝废水的吸附研究

卢昌泽 赵丽红 王 宣 徐 铭 刘 丹

(辽宁工业大学 土木建筑工程学院， 辽宁 锦州 121001)

0 引言

随着染料工业的飞速发展，染料的数量和种类越来越多，成分越来越复杂。在生产和使用过程中大量排入环境，对生态系统造成了严重破坏[1]。由于染料分子结构复杂且极为稳定，具有抗光、抗酸、抗碱等特性，属于难处理的工业废水。因此对染料废水进行处理已经成为当前研究的热点问题。而农林固体废弃物包括花生壳、甘蔗渣、秸秆、瓜子壳等常常被用作染料吸附剂[2-3]。花生壳产量大，价格便宜，因此选用花生壳作为研究对象，考察不同pH值、吸附时间、吸附剂用量等环境因素对亚甲基蓝吸附作用的影响，为开发成本低廉、性能高效的新型染料吸附材料提供科学理论依据。

1 材料与方法

1.1 吸附材料

花生壳，取自锦州市市场，先将花生壳用自来水洗干净，再用蒸馏水冲洗，在恒温烘箱内80℃烘干至恒重，然后粉碎过筛（60目）备用。

1.2 染料

亚甲基蓝，购自某化玻公司，化学结构式为C16H18N3SCl。样品通过0.2 µm膜过滤去除细菌测定吸光度，根据紫外-可见分光光度计测定最大吸收波长为λmax=662 nm。

1.3 实验仪器

TU-1810紫外-可见分光光度计（北京普析通用有限公司），SHZ-82A型气浴恒温振荡器（金坛市荣华仪器制造有限公司），TG16-WS型高速台式离心机（长沙湘仪离心机仪器有限公司）。

1.4 染料吸附试验

将花生壳加到100mL亚甲基蓝染料（浓度为100mg/L）锥形瓶中，120 r·min-1，30℃不同条件下进行恒温摇床振荡吸附，一定时间后取溶液以 5000 r·min-1离心20分钟，吸取一定量的上清液，于亚甲基蓝最大波长下测定其吸光度，以蒸馏水作参照。其脱色率按下列公式计算：

式中：OD0为吸附前染料初始吸光度值；OD1为吸附后染料吸光度值。

1.5 不同影响因素吸附实验

为了评价环境因素对染料脱色效率的影响，分别进行了不同pH值（2.0-12.0）、不同吸附时间（10-300 min）、不同吸附剂量（0.5-5.0g）的实验，分别计算染料的脱色率。

2 结果与分析

2.1 pH值对吸附效果的影响

为了研究pH值对亚甲基蓝吸附效果的影响，考察了在30℃，120 r·min-1，100 mg·L-1亚甲基蓝溶液100mL（装在250mL锥形瓶）条件下，将溶液的pH值分别调至 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11和 12，然后分别加入2.5g花生壳，振荡3h，离心测定染料的脱色率。结果如图1所示，染料脱色率随着pH值增加而增加，在pH=2时，脱色率较低，在pH=8左右脱色率达到最高95%，然后随着pH的增加脱色率反而降低，降至80%。这说明偏酸偏碱环境都不利于亚甲基蓝的吸附。

2.2 吸附时间对吸附效果的影响

研究在30℃，pH=8.0条件下花生壳在不同吸附时间对亚甲基蓝的脱色效果，如图2所示。结果表明，在吸附初期，吸附速率较快，吸附30min后趋于缓慢。这是因为吸附质扩散进入吸附剂花生壳内部，所以速率趋于平缓[4]。花生壳在210min达到最大值96%，之后略有下降。

图1 pH值对吸附效果的影响

图2 吸附时间对吸附效果的影响

2.3 吸附剂用量对吸附效果的影响

在100mg/L的亚甲基蓝中，分别加入0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0g花生壳，在30℃，120 r·min-1，振荡3h，离心测定染料的脱色率。由图3可知，当吸附剂量初始增加时，吸附脱色率增加较快。在用量为4.5g时吸附达到饱和，其脱色率不再增加。

图3 吸附剂用量对吸附效果的影响

3 结论

花生壳对亚甲基蓝染料有较好的脱色效果，随着pH值的增加，吸附率增加。pH值为8.0，吸附剂量为2.5g，吸附时间为30min能达到脱色率95%。

[1]Mondal, S. Methods of dye removal from dye house effluent-an overview [J].Environmental Engineering Science, 2008, 25(3): 383-396.

[2]邹卫华, 李苛，白红娟，等. 花生壳对水中阳离子染料吸附性能的研究[J]. 郑州大学学报, 2010, 31(6): 87-90.

[3]Gupta V K, Jain R, Varshney S, et al. Removal of reactofix golden yellow 3 RFN from aqueous solution using wheat husk-an agricultural waste[J]. Journal of Hazardous Materials, 2007, 142(1/2):443-448.

[4]黄洪, 颜环环, 雷鸣. 中性红在柚子皮上的吸附机制研究[J]. 环境污染与防治, 2010,32(10): 41-45.