树脂C基多孔炭对亚甲基蓝的吸附性能研究

刘文博　汤春燕　王南南　范阳扬　刘萌　刘俊志　赵呈茹　高烨

摘   要：以价格低廉的树脂C基多孔炭为吸附剂，研究其对印染废水中亚甲基蓝的吸附作用。探究了吸附条件与树脂C基活性炭对亚甲基蓝吸附性能的影响，明确最佳的吸附条件，实现树脂C基多孔炭对印染废水中亚甲基蓝的净化处理。

关键词：树脂C;多孔炭;吸附;条件;性能

随着工业社会的发展，水体污染问题日益严峻，印染废水的水体污染问题显得尤为突出。亚甲基蓝是印染废水中的主要污染物之一[1]，是一种有毒物质，如果在水体中聚集一定剂量并且被人食用，则会引起心前区痛、恶心、眩晕、头痛、神志不清、腹痛等症状，并导致人体中毒。目前，去除印染废水中的染料有很多方法，例如吸附法、膜分离法、凝聚法、电化学法、厌氧—好氧工艺等[2]。吸附法是利用固体吸附剂对废水中的某些物质进行选择性的吸附，达到去除印染废水中污染物的目的。吸附法有操作方式简单的优点[3]，因此，吸附法在去除印染废水中染料的过程中备受欢迎。多孔炭具有高的比表面积、发达的孔结构、良好的化学稳定性[4]，是具有良好吸附性能的材料，因而被广泛应用于水体环境治理领域中。

1    实验方法

将一定量的树脂C基多孔炭投入到一定质量浓度的亚甲基蓝溶液中，在不同的吸附条件下，在恒温振荡器中震荡，测得吸附量q，探究树脂C多孔炭对亚甲基蓝吸附的最佳条件。计算公式如下：

q=（c-c）v/m

其中，C：亚甲基蓝的初始质量浓度（mg/L）;C：吸附t时间后亚甲基蓝质量浓度（mg/L）;V：亚甲基蓝溶液的体积（L）;m：多孔炭的质量（g）;q：吸附t时间对亚甲基蓝的吸附量（mg/g）。

2    结果与讨论

2.1  标准曲线的确定

通过721分光光度计测量亚甲基蓝标准溶液的吸光度，从而确定溶液中亚甲基蓝的标准工作曲线。标准曲线如图1所示，在0～10 mg/L内，亚甲基蓝溶液和其對应的吸光度具有一定的线性关系。

2.2  初始质量浓度对吸附量的影响

在30 ℃时，取不同质量浓度的亚甲基蓝各20 mL，分别加入0.02 g的树脂C基多孔炭。将其放入恒温振荡器中振荡。由图2可知，随着溶液初始质量浓度的增加，由于多孔炭表面有充足的活性位点，可以迅速吸附亚甲基蓝分子，吸附量快速增加。当初始质量浓度达到一定数值，吸附量将不再增加。根据图2可知，当初始质量浓度为160 mg/L时，吸附达到平衡。由此可确定最佳吸附初始质量浓度为160 mg/L。

2.3  吸附时间对吸附量的影响

在30 ℃时，初始质量浓度为160 mg/L的溶液中分别加入0.02 g树脂C基多孔炭，放入恒温振荡器中振荡不同时间。由图3可知，在15 min时吸附达到平衡。因树脂C基多孔炭有高的比表面积、发达的孔结构，可以在短时间内达到吸附平衡。

2.4  投炭量对吸附量的影响

在30 ℃、初始质量浓度为160 mg/L时，20 mL亚甲基蓝溶液中分别加入不同质量的树脂C基多孔炭，放入恒温振荡器中振荡15 min。由图4可知，随着投炭量的增加，树脂C基多孔炭对亚甲基蓝的吸附量减少。虽然随着投炭量的增加吸附位点增多，但由于亚甲基蓝质量浓度不变，则会导致单位质量的多孔炭吸附量减少。由此可知0.01 g为最佳投炭量。

2.5  温度对吸附量的影响

在初始质量浓度为160 mg/L时，20 mL亚甲基蓝溶液中均加入0.01 g的多孔炭，在振荡器中以不同温度振荡15 min。由图5可知，当温度为30 ℃时达到最大吸附量，由此可确定最佳吸附温度为30 ℃。

3    结语

通过研究不同条件下树脂C基多孔炭对亚甲基蓝吸附能力的影响，确定了树脂C基多孔炭对亚甲基蓝吸附的最佳条件。当初始质量浓度160 mg/L，反应时间15 min，投炭量0.01 g，温度30 ℃时，吸附达到最大吸附量。以此条件可以实现树脂C基多孔炭对印染废水中亚甲基蓝的净化处理。

[参考文献]

[1]邹   璇.纳米TiO2光催化降解亚甲基蓝[D].成都：成都理工大学，2008.

[2]任丹丹.改性木屑吸附去除亚甲基蓝性能研究[D].北京：北京化工大学，2015.

[3]张   骞.改性活性炭作粒子电极处理亚甲基蓝的研究[D].武汉：武汉大学，2017.

[4]庞丽云.淀粉基多孔炭的制备及性能研究[D].长春：吉林大学，2017.