水处理技术

作者：陈锋1, 马路路1, 朱思嘉1, 李冰倩1, 王书文1, 刘欣欣2

单位：1.河南工程学院环境与生物工程学院,河南 郑州 451191; 2.昆明理工大学环境科学与工程学院,云南 昆明 650500

关键词：多孔碳,葡萄糖酸钠,刚果红,吸附,机理

基金：国家自然科学基金面上项目（42172189）; 河南省自然科学基金青年基金项目（222300420134）; 河南省高等学校重点科研项目（21A610002）; 河南工程学院2021年度科研培育基金项目（PYXM202105）

论文以葡萄糖酸钠为碳源,采用惰性气氛条件下的一步碳化法制备葡萄糖酸钠派生多孔碳（SGPC）,对其进行物理性能表征,并探究SGPC吸附废水中刚果红（Congo red,CR）的影响因素和特性。研究表明,SGPC为片状结构无定型碳,直径几微米到几十微米不等,厚度为纳米级,无序化程度较高,表面含有一定的缺陷和丰富的含氧官能团（O元素含量为3.87wt%）,可以提供更多的活性吸附位点,有利于提升对废水中CR的吸附效果。在CR吸附实验中,吸附量、吸附率与SGPC投加量分别呈负相关和正相关;pH=6时SGPC对CR的吸附效果最好;SGPC对CR的吸附量随着CR初始质量浓度的增大而增大,温度升高有利于吸附的进行;720 min时,SGPC对CR的吸附基本达到平衡。相对于Freundlich吸附等温线模型,Langmuir吸附等温线模型能较好的描述SGPC对CR的吸附过程,在25、35和45 ℃下的最大吸附量<em>q</em>_m分别为74.63、87.72和102.04 mg/g,属于单分子层吸附;热力学研究中,?<em>G</em>=-5.35 kJ/mol（25 ℃）、-7.29 kJ/mol（35 ℃）和-8.65 kJ/mol（45 ℃）,?<em>H</em>=15.91 kJ/mol,?<em>S</em>=0.059 J/（mol·K）,说明SGPC对CR的吸附过程吸热、熵增且可以自发进行。准二级动力学模型可以更好描述CR的吸附过程（<em>R</em>²为0.993 1）,吸附过程主要受化学吸附控制;颗粒内扩散和Boyd模型说明液膜在前期控制吸附速率,在后续阶段内扩散控制吸附速率。

来源：2023年第10期

《水处理技术》期刊编辑部

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