随着城市化和工业化进程的不断推进以及经济的快速发展,我国面临的水污染问题日趋严峻。尤其,染料废水和含酚废水等工业废水排放量大,成分复杂且难以降解,危及人类健康和水生生物的生长,从而严重影响经济社会的可持续发展与生态文明建设。因此,染料及酚类物质的处理已成为废水治理的首要目标。活性炭因其具有吸附效率高、成本低、吸附选择性佳等特点,在废水处理中发挥着越来越重要的作用。本论文以我国常见的生物质资源竹粉为原料,采用磷酸活化法制备竹基活性炭,研究剂料比、热解温度、热解时间等活化条件对竹基活性炭得率及亚甲基蓝去除率的影响。研究结果表明,竹基活性炭的适宜活化工艺为:剂料比1.0、热解温度450℃、热解时间60 min。在此条件下,竹基活性炭的得率为45.86%,0.05 g竹基活性炭对浓度为200 mg/L的亚甲基蓝溶液吸附100 min,去除率达98.03%。随后,以亚甲基蓝及苯酚去除率为评价依据,对比研究了十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)对竹基活性炭的改性效果。研究结果显示,与未改性样品对比,改性竹基活性炭对亚甲基蓝和苯酚去除效果更好。利用临界胶束浓度的CTAB、SDS、SDBS溶液改性的竹基活性炭样品各0.05 g,吸附100 mg/L的亚甲基蓝溶液,去除率分别提升了 7.0%、4.5%、1.8%;当改性剂CTAB浓度为0.25 g/L、亚甲基蓝溶液浓度为200 mg/L时,亚甲基蓝去除率达99.71%。利用临界胶束浓度的CTAB、SDS、SDBS溶液改性后的竹基活性炭各0.05 g,吸附50 mg/L的苯酚溶液,去除率分别提升了 13.1%、2.2%、14.3%;当改性剂SDBS浓度为0.25 g/L时,苯酚去除率达41.48%。傅里叶红外光谱分析结果表明,表面活性剂均已成功负载到竹基活性炭表面;扫描电镜分析结果显示,改性活性炭表面变得更加均一,孔隙结构更为发达;X射线衍射分析结果发现,改性前后竹基活性炭晶型结构基本一致,均呈现出乱层化的类石墨晶型结构。另外,从氮气吸脱附等温线及孔径分布图可以看出,改性前后活性炭的孔隙结构都含有微孔和中孔,且微孔占较大比例;与未改性样品相比,改性竹基活性炭的比表面积和孔容都有所增大。最后,对改性竹基活性炭的吸附性能及吸附动力学进行了研究。利用CTAB溶液(浓度为0.25 g/L)改性的竹基活性炭(CAC)吸附亚甲基蓝,研究了初始浓度、吸附剂投加量、吸附时间、pH等因素对亚甲基蓝吸附的影响规律。当亚甲基蓝初始浓度为200 mg/L,吸附剂投加量0.1 g、吸附时间60 min时,CAC对亚甲基蓝的去除率可达99.87%,而pH对亚甲基蓝吸附的影响较小。此外,CAC对亚甲基蓝的吸附符合Freunlich等温模型,基于准二级动力学方程可以较好地描述亚甲基蓝的吸附行为。同时,利用SDBS溶液(浓度为0.25 g/L)改性的竹基活性炭(SAC)吸附苯酚,研究了相关因素对苯酚吸附的影响规律。当苯酚初始浓度为150 mg/L时,吸附剂投加量为1.0 g、吸附时间为40 min,pH为中性,SAC对苯酚的去除率达91.64%;基于准二级动力学方程能够描述苯酚的吸附动力学行为。综上,采用磷酸活化法制备竹基活性炭是可行的,经表面活性剂改性后的竹基活性炭表面变得更加均一,孔隙结构更为发达,能够提升亚甲基蓝及苯酚去除率。本研究工作丰富了活性炭的制备、改性及应用技术路径,不仅有利于实现生物质竹资源的高值化利用,而且能够对亚甲基蓝和含酚废水的治理工作起到积极指导作用。