PDF《生物质改性吸附材料的制备工艺优化 及对氨氮的吸附特性》

另一方面, 在改性过程中, 部分 Na+ 、 K+ 等碱性金属离子通过离子交换等作用附着在 材料表面, 金属离子对 NH+

4 具备较强的交换势, 从而 在吸附过程中, 发生离子交换吸附.又因为离子交换 势K+ >

Na+ , 故采用 NaOH 溶液改性效果最佳[21] . 2.2 最佳改性参数确定 图2a 所示的结果表明,在0~0.2 mol ・ L-1 浓度范 围内, 随着改性剂浓度增大, 制得的材料对氨氮的吸 附量迅速提高, 产率则相应降低. 改性剂浓度越高, 浸 出作用越强烈, 制得的材料的孔道结构越发达, 同时 材料表面的 Na+ 负载越充分, 制得的材料对氨氮的吸 附效果越好. 另一方面, 浸出物增多导致产率下降. 当 改性剂浓度达到 0.2 mol・ L-1 ,进一步提高改性剂浓 度, 吸附量和产率变化幅度减弱, 逐渐趋于稳定. 综合 考虑吸附量、产率和制备成本, 0.2 mol ・ L-1 是较为适 宜的改性剂浓度. 图2b 所示的结果表明, 在0~20 min 内, 随着改 性时间的延长,制得的材料对氨氮的吸附量显著提 高, 而产率下降.这种趋势在改性时间超过

20 min 后 明显减弱, 逐渐趋向稳定. 由此表明, 改性剂对原材料 的作用在前

20 min 比较强烈.结合改性时间对吸附 剂的性能和产率的影响,确定

20 min 是较为适宜的 改性时间. 图2c 所示的结果表明, 在10~100 g ・ L-1 (原料质 量/改性剂体积) 固液比范围内, 随着改性剂的相对用 量的增加 (即降低固液比) , 制得的材料对氨氮的吸附 量逐步提高, 产率则逐渐降低. 当固液比低于

10 g ・ L-1 , 进一步提高改性剂的相对用量, 对吸附量和产率的变 化幅度都不明显.选择

10 g ・ L-1 作为改性的固液比较 为合适. 图2d 所示的结果表明,在20~120 目范围内, 减 小原料粒径,能显著提高制得材料对氨氮的吸附能 力, 同时产率逐渐下降;

当粒径小于

120 目, 则制得的 吸附材料对氨氮的吸附性能随着粒径的减小而下降, 产率则进一步降低. 可能是过小的原料粒径引起剧烈 的浸出反应, 破坏了原料本身的骨架结构, 从而导致 其对氨氮的吸附性能下降. 综合考虑制得材料的性能 和制备的产率, 原料在改性阶段的粒径控制在

120 目 的范围较为合适. 2.3 改性前后材料表面结构变化 图3是香蕉皮粉末改性前后的扫描电镜图片. 对 比图 3a 和图 3b 可看出, 改性前的香蕉皮表面孔隙结 构发达, 孔径大多在

10 滋m 以下, 且其表面被较多的 有机物覆盖. 改性后, 材料表面大部分覆盖物被去除........