论文部分内容阅读
本研究选用提取长柄扁桃仁之后的核壳原料，采用活化温度较低的磷酸活化法制备活性炭。通过考察活化温度（300℃-700℃）、活化时间（1-3.5h）、浸渍比（m磷酸：m原料=0.5:1-3.5:1）和磷酸浓度（30%-80%）对活性炭吸附性能的影响确定最佳制备工艺条件。进一步对比讨论了长柄扁桃核壳活性炭和分析纯椰壳活性炭对染料废水和焦化废水的吸附，重点研究了长柄扁桃核壳活性炭对橙黄G和酸性品红染料废水的吸附模型和吸附机理。以碘和亚甲基蓝吸附值作为衡量活性炭吸附性能的基本指标，分析得到制备活性炭的最佳工艺条件：温度400℃，活化时间2h，浸渍比2:1，磷酸浓度60%，所得活性炭的碘吸附值和亚甲基蓝吸附值分别为1073mg/g、255mg/g。采用氮气吸-脱附和SEM分析对其孔隙结构进行表征，结果显示该活性炭比表面积高达1740m2/g，中孔孔容为1.012cm3/g，占总孔容的73.12%，是一种孔隙发达的高中孔率活性炭。吸附染料废水的实验表明活性炭的粒径、投加量、吸附时间、温度、pH都会影响吸附结果。粒径从40目到200目变化时，橙黄G和酸性品红的脱色率分别提高了35.54%、43.38%，但是实际应用中粒径太小会造成固液分离难度加大，分析表明80目是染料废水脱色较合适的粒径。时间变化曲线表明对两种染料的吸附都在240min左右接近吸附平衡，但是30min后速率增长较慢。虽然投加量的增加会提高脱色率，但是提高速率却逐渐缓慢。而温度和pH对吸附的影响与染料种类相关。吸附等温线和动力学曲线表明长柄扁桃核壳活性炭较椰壳活性炭吸附染料废水更具优势。此外，拟合曲线显示吸附数据符合Langmuir模型和伪二级动力学方程，且相关系数较高，R2分别在0.991和0.999以上。说明该吸附过程以单分子层吸附为主，是物理吸附和化学吸附共同作用的结果。吸附焦化废水结果表明粒径减小、投加量增加、时间延长均有利于COD和苯酚的去除，而温度的升高和pH值的增大会降低其去除率。当投加量（粒径小于等于200目）为8g/l、吸附30min后，COD和苯酚的去除率分别为77.40%和93.85%，达到污水综合排放一级标准。而活性炭对氨氮的去除率较低，仅14.6%。从影响因素分析认为氨氮的部分去除是水处理振荡过程中由NH4+转化为NH3溢出的结果。比较两种活性炭吸附等温线和动力学曲线表明,椰壳活性炭对焦化废水中COD、苯酚的去除率更高，但是其对焦化废水的色度去除效果不如长柄扁桃核壳活性炭。研究认为长柄扁桃核壳活性炭孔容大、中孔率高，更适用于分子量较大物质的吸附。除了适用于染料废水脱色、焦化废水深度处理脱色外，还可以探索其在食品脱色和医学吸附等方面的应用。