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有机酚化合物和阴离子染料种类众多,应用广泛,主要来源于制药、采矿、冶金和染料制备中,是典型的“致畸、致癌、致突变”的污染物。活性炭因其巨大的表面积和丰富的孔结构而成为较好的吸附剂之一。沙柳是我国鄂尔多斯地区防风固沙的推广种植植物,3~5年平茬复壮一次,平茬枝条可作为沙柳材,但下脚料浪费严重。本文用NH4H2PO4作活化剂,采用热解和活化一步进行的方法,将沙柳碎屑(NSP)制备成沙柳基活性炭(SPAC),并将SPAC用于吸附有机酚(2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)、邻苯二酚(CA)、对硝基苯酚(p-NP))和阴离子染料(茜素红(AR)),变废为宝。首先,考查了活化剂NH4H2PO4的浓度、活化时间、活化温度和活化剂浸渍时间等因素对制备SPAC的影响。采用红外光谱(FI-IR)、扫描电镜(SEM)、比表面积分析仪、X射线粉末衍射(XRD)以及Boehm滴定等方法对SPAC的结构特征和表面官能团进行分析。结果表明,SPAC的比表面积较大、介孔结构丰富、表面含有-OH、-NH2等官能团。其次,通过单因素静态吸附实验,研究了SPAC对有机酚2,4-DCP、CA、p-NP和阴离子染料AR的吸附行为。考察了吸附时间、吸附剂用量、溶液pH值、溶液初始浓度和温度对吸附的影响,找出最佳的吸附条件,并用等温线拟合和动力学拟合分析吸附过程;另外,还研究了2,4-DCP和AR以及p-NP和AR两组双组分体系的竞争吸附行为,以及三组分体系(2,4-DCP、p-NP和AR)的竞争吸附行为。结果如下:(1)SPAC对2,4-DCP、CA和p-NP的吸附研究表明,pH值对吸附性能的影响较大,最佳吸附pH值分别为5.5、5.5和4.5;298 K时,2,4-DCP、CA、p-NP的饱和吸附量分别为1.775、1.028和1.858 mmol g-1;2,4-DCP、CA和p-NP的吸附过程均符合Freundlich、Temkin和Koble-Corrigan吸附等温模型;准二级和Elovich动力学方程可较好的描述SPAC对三种有机酚的吸附行为,表明吸附过程存在化学吸附行为和离子交换过程。SPAC对阴离子染料AR的吸附研究表明,随pH的增大,吸附量先增大后减小,在pH为4.5时达到最大;298 K时,饱和吸附量为0.171 mmol g-1;等温非线性拟合分析和动力学分析的结果与SPAC吸附CA的一致。粒子内扩散分析表明,SPAC对四种物质的吸附,是由膜扩散和颗粒内扩散共同控制的吸附过程。(2)对2,4-DCP、AR和p-NP、AR两组双组分体系的吸附研究发现,SPAC对双组分体系的总吸附量均大于单组分体系中AR的吸附量,小于单组分体系中2,4-DCP或p-NP的吸附量;SPAC与各组分的亲和力顺序为:2,4-DCP>AR,p-NP>AR;准二级动力学方程可以较好的描述双组分体系中各组分的吸附动力学过程。通过对2,4-DCP、p-NP和AR三组分体系的吸附研究发现,SPAC与三组分间的亲和力顺序为:2,4-DCP>p-NP>AR,由于三种吸附质间的竞争作用,竞争能力较弱的AR符合准一级动力学方程,以物理吸附为主,竞争能力较强的2,4-DCP和p-NP符合准二级动力学方程,以化学吸附为主。(3)解吸再生实验结果表明,0.1 mol L-1的NaOH对2,4-DCP、CA、p-NP和AR的解吸效果明显优于蒸馏水、无水乙醇、0.05 mol L-1 NaOH等解吸剂,三次循环之后,再生率分别为73.6%、68.9%、81.5%、66.5%。