活性炭与沸石的制备及其对亚甲基蓝的吸附

2022-11-16张蓉王凤琼李嘉颖王欣睿张渝王亭玉王应红

西部皮革 2022年21期

张蓉，王凤琼，李嘉颖，王欣睿，张渝，王亭玉，王应红

（乐山师范学院，四川乐山614000）

染料普遍应用于纺织、印染、皮革等行业。现阶段常用的染料为含芳香环的有机盐结构，具有色度高、可生化性差、致毒等特点，一旦进入水体生态、会危害生物健康[1]。近年来，具有COD高及色度高的制革废水的年产量高达8000 万吨左右，已成为环境的主要污染源之一[2-3]。而亚甲基蓝作为一种广泛应用的阳离子大分子染料，是染料废水中常见的污染物之一，通过对亚甲基蓝的吸附研究可作为判定吸附剂吸附性能的重要指标[2]。活性炭不仅孔隙结构发达，比表面积大，可再生和重复利用[4]。桉树产业是乐山重要产业之一，桉树木材在加工过程中会产生大量的木屑、树皮等，它们的传统处理方法多以就地抛弃、焚烧等简单方式为主，而桉木屑作为重要生物质材料可制得活性炭。粉煤灰主要是炭等燃烧物燃烧后的烟气凝固后而遗留下的细小的灰，是燃料电厂排出的主要固体废料[5-6]，因其获得成本低，也常被作为吸附剂的选择。对粉煤灰进行改性可以有效的提高其比表面积、吸附容量、阳离子交换能力等，实验采碱性改性方法探究使用NaOH对粉煤灰的改性制得NaP1 型沸石。初步探究将桉木屑磷酸活化法制得活性炭，分别探究制得的活性炭、NaP1 型沸石、及它们不同比例复配对亚甲基蓝的吸附，为资源综合利用及制革等废水处理提供一定参考。

2 实验部分

2.1 仪器与试剂材料

2.1.1 主要仪器

主要仪器：101 型电热鼓风干燥箱；SHZ-D (Ⅲ) 循环水真空泵；AL104 分析天平；THZ-82 恒温振荡器；7200 型可见光分光光度计；ATY124 电子天平；SX2-2.5-10A 智能马弗炉；SN-LSC-40S 大容量低速离心机。

2.1.2 试剂与材料

磷酸；氢氧化钠；亚甲基蓝；盐酸；粉煤灰；桉木屑。

2.2 实验

2.2.1 按木活性炭制备

配制14.2%的磷酸润湿的桉木屑，放置24h，设置马弗炉温度分别为500、600、700℃的高温条件，烧制4h。冷却后将烧制好的桉木活性炭用蒸馏水反复洗涤至pH 为中性，干燥得产品。

2.2.2 粉煤灰制备P1 型沸石

用碱熔融-水热合成法[5]:将粉煤灰置于105 ℃烘箱中6 h,冷却至室温,过100 目筛，置于干燥器内备用。取质量比为1︰1.2 的粉煤灰和3 mol/L 氢氧化钠,充分混合，600℃马弗炉中煅烧1.5 h,冷却至室温。将熔融物与蒸馏水按固液质量体积比17.25%g/mL 混合,搅拌均匀。在80 ℃水浴锅中用磁力搅拌器以200 r/min 搅拌2 h。取出后放入反应釜中，置于105 ℃烘箱中6 h。将反应釜取出,待冷却后将结晶产物离心，水洗至上层清液pH 值达7～9,取所得固体在105 ℃烘箱中干燥24 h,最后研磨过100 目筛置于干燥器内备用。

2.2.3 吸附实验

配制25 mg/L 亚甲基蓝溶液，加入30 mL 亚甲基蓝溶液在30 ℃恒温振荡吸附。转速为100 r/min，测定吸光率。

A0亚甲基蓝溶液原始吸光度；A亚甲基蓝溶液吸附后吸光度。