PDF《热解温度对花生壳生物质炭吸附去除水中 4-硝基酚的影响》

王荣荣等[4] 在300 ℃热解制得花生 壳生物质炭,对硝态氮的吸附可在

30 min 达平衡,该过 收稿日期:2018-09-07 修订日期:2019-03-28 基金项目:国家青年科学基金项目(51708250) ;

吉林省科技厅项目 (20180623042TC) ;

吉林省大学生创新创业训练计划项目(2017116) ;

四 平市科技发展计划项目(2017099) 作者简介:高秀红,讲师,研究方向为水污染治理与资源化. Email:[email protected] 程以化学吸附为主;

经高锰酸钾改性的花生壳炭对 Cd2+ 的去除率比未改性前提高 6.2 倍[5] ;

花生壳生物质炭对 Cd2+ 的吸附主要为络合反应[6] ;

张瑞玲等[7] 选用花生壳、 栗子壳、核桃壳等生物质原料在不同温度下制备生物质 炭,在650 ℃热解所得花生壳生物炭除氟效果最好,吸 附容量达 0.82 mg/g,由此可见,生物质炭在污染物治理 领域具有广阔的发展前景.但有关花生壳生物质炭对水 中4-硝基酚(p-nitrophenol,PNP)的去除研究鲜有报道. 4-硝基酚是农药、医药、染料制备过程的中间体,应用广 泛,但其有一定的生物毒性,对中枢神经和迷走神经末 梢有刺激及抑制作用,会出现高铁血色素症和呼吸困难 等症状,被中国环保部和美国环保署列为 优先控制污 染物 [8] . 若4-硝基酚进入地表水、 土壤及地下水环境中, 必将对环境及人类健康造成危害.鉴于此,本研究在不同 热解温度下制备花生壳生物质炭,考察了热解温度对花生 壳生物质炭对 PNP 吸附性能的影响, 以期提升花生壳的再 利用价值,为其处理含酚类废水的应用提供理论参考.

1 材料与方法 1.1 试剂与仪器 主要试剂:4-硝基酚(p-nitrophenol,PNP),分析 纯,国药集团化学试剂有限公司;

盐酸,分析纯,国药 集团化学制药有限公司;

氢氧化钠,分析纯,沈阳市华 东试剂厂;

去离子水,实验室自制. 第7期高秀红等:热解温度对花生壳生物质炭吸附去除水中 4-硝基酚的影响

225 主要仪器:JB-409 六联双排数显恒温磁力搅拌器 (常 州普天仪器制造有限公司);

SX2 系列箱式电阻炉(上 海阳光实验仪器有限公司);

101A-1ET 电热鼓风干燥箱 (上海实验仪器有限公司);

HY-12 型压片机(天津天光 光学仪器有限公司);

80-1 离心机(江苏金坛市佳美仪 器厂);

AC630 傅立叶变换红外光谱仪(安捷伦科技公 司) ;

扫描电镜(SEM) (FESEM,JEOL 7800F) ;

721G 可见分光光度计(上海仪电分析仪器有限公司)等. 1.2 花生壳生物质炭的制备 花生壳,前驱物为市售花生(吉林产)脱仁后残留 物.花生壳洗净、烘干、破碎,过0.6 mm 筛后,装入坩 埚,盖上盖子,热解温度设为

400、

500、600 ℃,升温 速度为

3 ℃/min,在马弗炉内热解炭化

6 h;

经冷却后, 用1mol/L 的盐酸溶液浸泡, 反复用去离子水浸洗直至中 性;

烘干、过0.16 mm 筛,装于广口瓶密封待用.采用 溴化钾压片法,使用傅立叶变换红外光谱仪进行红外光 谱特征分析.所制花生壳生物炭分别标记为 BC

400、 BC500 和BC600. 1.3 等温吸附试验方法 分别称取定量的 BC

400、 BC500 和BC600 置于

150 m 具塞锥形瓶中,分别加入

100 mL 质量浓度 5~40 mg/L 的PNP 溶液.在避光、25 ℃、(150±10) r/min 条件下恒温 振荡, 每隔

120 min 后取样, 每次取

3 个平行样, 离心后, 取上清液在

400 nm 波长下测定吸光度,进行等温吸附 试验. 生物炭吸附 PNP 的吸附量(Qt)计算公式如下