唐 嘉

(1四川大学 建筑与环境学院，四川 成都 610065）

AO7的初始浓度对活性炭吸附效果的影响

唐 嘉1

(1四川大学 建筑与环境学院，四川 成都 610065）

将活性炭以高温灼烧的方式活化，用于吸附偶氮染料酸性橙7（AO7）。考察不同初始浓度的AO7对活性炭吸附效果的影响。结果证明活性炭对AO7的吸附符合Elovich动力学方程，吸附速率由大变小并最终趋于平衡；活性炭的吸附速率随AO7初始浓度的增大而增大。

酸性橙7；活性炭；吸附

0 引言

偶氮染料广泛应用于印染、纺织业，化学稳定性高，具有潜在的毒性和致癌[1]。颗粒活性炭表面为多孔结构，具有较大的比表面积，常被用作良好的吸附剂[2]，将活性炭用于吸附各类污染物的报道也很多。据相关研究，活性炭经过高温活化其表面会增加大量含氧官能团，增强吸附性能[3]。本研究将活性炭经高温灼烧活化后用于吸附AO7溶液，研究高温活化后的活性炭对AO7的吸附动力学，并考察AO7初始浓度对活性炭吸附性能的影响。

1 原材料、试剂和仪器

酸性橙7、二水磷酸氢二钠、一水磷酸二氢钠、颗粒活性炭：成都市科龙化工试剂厂。

85-1磁力搅拌器：上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司；UV-1800PC型紫外可见分光光度计：上海美谱达仪器有限公司；QSX2型气氛保护炉：成都兴天宇实验仪器有限公司、101A-2ET电热鼓风干燥箱：上海实验仪器厂有限公司。

2 实验方法

用蒸馏水将一定量的颗粒活性炭清洗烘干。 将烘干后的活性炭置于气氛保护炉中，以2℃/min的升温速率加热至600℃并恒温3h，冷却至室温后清洗烘干备用。

采用磷酸缓冲溶液控制pH值为7.0左右。 分别配置500mL浓度为3mg，5mg，10mg，15mg，20mg和25mg的AO7模拟废水溶液，投加2g活性炭并开启磁力搅拌器计时，每次取样10mL。 AO7由分光光度计测定，测定波长为484nm。

3 结果与讨论

如图1可见，在4h内AO7浓度变化曲线呈现先迅速减小，然后缓慢下降趋于平稳的趋势。 选择 4h作为吸附平衡时间。 作对于不同初始浓度的 AO7qt和 t0.5变化曲线，可知qt和t0.5呈现两个阶梯的线性。 经过直线拟合发现对AO7吸附符合Elovich动力学方程，如式（1）所示[4]：

其中，qt（mg/g）为AO7在t时刻的吸附量，kdif（mg/(g·min1/2)）为内扩散速率常数，C为边界层厚度。

表1给出了不同初始浓度反应一、二阶段的内扩散速率常数（ki1、ki2）。 第一个阶段ki1较大为瞬时扩散阶段，在此阶段，大量AO7分子吸附在活性炭的外表面，当外表面的吸附达到饱和，AO7进入孔的内表面。 随着AO7进入介孔结构，扩散阻力增加，导致扩散速度降低，表现为第二阶段（ki2）。 随着溶质浓度的迅速下降，扩散速率越来越低，扩散过程达到最终的平衡。 且从表1中可以看出，吸附速率随初始ρ(AO7)的提高而提高。

图1 AO7浓度对吸附效果的影响

表1 Ni/GAC对AO7吸附动力学参数

4 结论

以高温灼烧的方式活化活性炭并将其用于吸附 AO7。实验结果证明活性炭对AO7的吸附符合Elovich动力学方程，吸附的AO7从活性炭外表面通过孔介结构进入内表面，吸附速率由大变小并最终趋于平衡并随AO7初始浓度的增大而增大。

[1]Pandey A, Singh P, Iyengar L. Bacterial decolorization and degradation of azo dyes[J]. International Biodeterioration & Biodegradation. 2007, 59(2): 73-84.

[2] L. Zhao, Z.Z. Sun, J. Ma, Novel relationship between hydroxyl radical initiation and surface group of ceramic honeycomb supported metals for the catalytic ozonation of nitrobenzene in aqueous solution, Environ. Sci. Technol. 43(2009) 4157–4163.

[3]孙延花.活性炭活化过一硫酸盐及其在处理染料废水中的应用研究 [D].武汉：华中科技大学， 2012.

[4]周蕾.多壁碳纳米管的改性及其吸附性能研究 [D], 中南大学, 2013.

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1007-6344（2016）03-0270-01

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