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中国种植的核桃总产量居世界前列,而核桃在人们生活生产过程中会产生大量的核桃壳。现在对核桃壳的处理没有较好的方式,核桃壳都被当垃圾扔掉,给垃圾处理厂造成相当大的压力。而今硝基苯和甲醛的造成污染也越来越大。故本文用NaOH活化制备核桃壳活性炭去除含硝基苯与甲醛的工业污废水,这样既可实现农业废弃物核桃壳资源化的利用,同时减少甲醛和硝基苯对自然环境的污染。
本文采用NaOH活化法制备核桃壳活性炭(WSAC),并通过实验得到了WSAC的最佳制备条件,研究了WSAC投加量、pH值、吸附反应时间、吸附反应温度及硝基苯与甲醛初始浓度对WSAC吸附硝基苯和甲醛的影响。并通过FTIR、SEM、EDS、BET测试方法对样品进行表征分析。
实验结果表明,WSAC吸附硝基苯的最佳制备条件为:m(核桃壳,g):v(NaOH,mL)为2:1,浸渍时间24h,NaOH浓度10mol/L,焙烧温度600℃,焙烧时间2h。其中对硝基苯的去除率能达到99%以上,硝基苯的出水水质符合《生活饮用水标准(GB5749-2006)》和《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中对硝基苯的要求。WSAC吸附甲醛的最佳制备条件为:m(核桃壳,g):v(NaOH,mL)为2:1,浸渍时间24h,NaOH浓度2mol/L,焙烧温度650℃,焙烧时间1.5h,其中对甲醛的去除率接近达到90%。
吸附单因素试验表明WSAC吸附硝基苯最佳吸附条件为:WSAC投加量2g/L,pH值7,初始浓度10mg/L,吸附温度30℃,吸附时间为120min。WSAC吸附甲醛最佳吸附条件为:WSAC投加量0.5g/L,pH值1,初始浓度10mg/L,吸附温度25℃,吸附时间为60min。
表征结果分析表明:FTIR表明吸附前和吸附后的波峰较多,WSAC具有较丰富的管能团。SEM表明WSAC表面形成一定数量孔隙,并且吸附硝基苯和甲醛分子在WSAC表面上。EDS分析表明吸附前后WSAC的碳元素含量增加,氧和钠元素含量降低。碳元素含量最高,有利于WSAC的孔隙结构形成。BET分析表明WSAC具有较大的微孔表面积,有利于吸附硝基苯分子。
WSAC对硝基苯的吸附等温线模型符合Freundlich模型,该吸附是吸热反应,WSAC对硝基苯的动力学模型符合准二级动力学模型。WSAC对甲醛的吸附等温线模型符合Freundlich模型且该吸附是放热反应,该反应的动力学模型符合准二级动力学模型。
本文采用NaOH活化法制备核桃壳活性炭(WSAC),并通过实验得到了WSAC的最佳制备条件,研究了WSAC投加量、pH值、吸附反应时间、吸附反应温度及硝基苯与甲醛初始浓度对WSAC吸附硝基苯和甲醛的影响。并通过FTIR、SEM、EDS、BET测试方法对样品进行表征分析。
实验结果表明,WSAC吸附硝基苯的最佳制备条件为:m(核桃壳,g):v(NaOH,mL)为2:1,浸渍时间24h,NaOH浓度10mol/L,焙烧温度600℃,焙烧时间2h。其中对硝基苯的去除率能达到99%以上,硝基苯的出水水质符合《生活饮用水标准(GB5749-2006)》和《污水综合排放标准》(GB8978—1996)中对硝基苯的要求。WSAC吸附甲醛的最佳制备条件为:m(核桃壳,g):v(NaOH,mL)为2:1,浸渍时间24h,NaOH浓度2mol/L,焙烧温度650℃,焙烧时间1.5h,其中对甲醛的去除率接近达到90%。
吸附单因素试验表明WSAC吸附硝基苯最佳吸附条件为:WSAC投加量2g/L,pH值7,初始浓度10mg/L,吸附温度30℃,吸附时间为120min。WSAC吸附甲醛最佳吸附条件为:WSAC投加量0.5g/L,pH值1,初始浓度10mg/L,吸附温度25℃,吸附时间为60min。
表征结果分析表明:FTIR表明吸附前和吸附后的波峰较多,WSAC具有较丰富的管能团。SEM表明WSAC表面形成一定数量孔隙,并且吸附硝基苯和甲醛分子在WSAC表面上。EDS分析表明吸附前后WSAC的碳元素含量增加,氧和钠元素含量降低。碳元素含量最高,有利于WSAC的孔隙结构形成。BET分析表明WSAC具有较大的微孔表面积,有利于吸附硝基苯分子。
WSAC对硝基苯的吸附等温线模型符合Freundlich模型,该吸附是吸热反应,WSAC对硝基苯的动力学模型符合准二级动力学模型。WSAC对甲醛的吸附等温线模型符合Freundlich模型且该吸附是放热反应,该反应的动力学模型符合准二级动力学模型。