蘭炭產(chǎn)業(yè)會(huì)產(chǎn)生大量的含酚廢水。含酚廢水會(huì)對(duì)人體、農(nóng)作物、水生生物等產(chǎn)生危害。吸附劑可用于含酚廢水的處理?；钚蕴烤哂胸S富的孔道結(jié)構(gòu)和發(fā)達(dá)的比表面，它是工業(yè)中最常用的吸附劑。經(jīng)過改性處理，活性炭的吸附性能得到進(jìn)一步改善畑。本文分別采用高溫、超聲波、化學(xué)試劑、摻雜殼聚糖的方法對(duì)活性炭進(jìn)行了改性處理，并將其用于含酚廢水的處理。
一、實(shí)驗(yàn)
1.1 試劑與儀器
試劑：殼聚糖，成都優(yōu)武特科技有限公司，活性炭，鞏義市美源凈水材料有限公司，苯酚，康誠生物科技有限公司，鹽酸，中化蒙聯(lián)化工有限公司，氫氧化鈉，中化蒙聯(lián)化工有限公司，硝酸，永清縣永飛化學(xué)試劑有限公司，氨水，新鄉(xiāng)市永順化工有限公司，雙氧水，濟(jì)南坤豐化工有限公司。
儀器：DF-101S型恒溫水浴鍋，力辰科技，HY92A型水浴恒溫振蕩器，常州市金壇區(qū)環(huán)宇科學(xué)儀器廠：RXL-Z型馬弗爐，天津中環(huán)電爐股份有限公司，PHS-3C型pH計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司，UV757CRT型紫外分光光度計(jì)，上海分析儀器廠，JK-DUC-1500VDE型超聲波清洗機(jī).上海精密科學(xué)儀器有限公司。
1.2 改性方法
1.2.1 高溫改性
分別在400°C、500°C、600°C、700°C和800°C下處理1h。
1.2.2 超聲波改性
分別在180W、210W、240W、270W和300W下處理30min。
1.2.3 化學(xué)試劑改性
配制濃度為2mol/L的硝酸、鹽酸、氫氧化鈉、氨水和雙氧水溶液。活性炭與溶液的比例為1g：10mL。統(tǒng)一在90°C下加熱蒸憎2h，之后經(jīng)過旋蒸、干燥。
1.2.4 摻雜殼聚糖改性
按一定比例稱取殼聚糖.攪拌均勻后加入氫氧化鈉溶液，使樣品凝結(jié)。經(jīng)過濾、洗滌、干燥、研磨、篩分，分別制備殼聚糖的摻雜比例為1：2、1：4、1：6、1：8、1：10的吸附劑，并命名為CTS-AC2、CTS-AC4、CTS-AC6、CTS-AC8、CTS-AC10。
1.3 吸附原料
對(duì)質(zhì)量濃度為3500mg/L的苓酚水溶液(作為含酚廢水的模擬水溶液)進(jìn)行吸附性能考察。
二、結(jié)果與討論
2.1 高溫改性
圖1為不同溫度處理后的等溫吸附結(jié)果。由圖1可知：不同溫度處理后的活性炭對(duì)于苯酚的吸附量均隨吸附時(shí)間的延長呈現(xiàn)出先快速增大后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。
圖2為不同溫度處理后的最大吸附量。由圖2可知：隨著溫度的升高，最大吸附量先增大后減小。這是因?yàn)楦邷叵禄钚蕴繒?huì)發(fā)生熱解反應(yīng)，從而改變其結(jié)構(gòu).使其活性增強(qiáng)。但溫度過高，會(huì)使活性炭的結(jié)構(gòu)坍塌。最佳的處理溫度為600°C，在此溫度下處理后活性炭的最大吸附量達(dá)到52.9mg/g，與未改性前的最大吸附量相比提高了70.6%。
2.2 超聲波改性
圖3為不同超聲波功率處理后的等溫吸附結(jié)果。由圖3可知：不同超聲波功率處理后的活性炭對(duì)于苯酚的吸附量均隨著吸附時(shí)間的延長呈現(xiàn)出先快速增大后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。與高溫處理相比，超聲波處理的效果沒有那么明顯。
圖4為不同超聲波功率處理后的最大吸附量。由圖4可知：隨著超聲波功率的增大，最大吸附量先逐漸增加后略微下降。這是因?yàn)殡S著超聲波功率的增加，活性炭孔道內(nèi)的灰分被清除，改善了其孔道結(jié)構(gòu)。但超聲波功率過大，會(huì)使活性炭的結(jié)構(gòu)遭到破壞。最佳的超聲波功率為240W，在此超聲波功率下活性炭的最大吸附量為35.2mg/g，與未改性前的最大吸附量相比提高了13.4%。
2.3 化學(xué)試劑改性
圖5為不同化學(xué)試劑處理后的等溫吸附結(jié)果。由圖5可知：不同化學(xué)試劑處理后的活性炭對(duì)于苯酚的吸附量均隨吸附時(shí)間的延長呈現(xiàn)出先快速增大后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。與超聲波改性相比，化學(xué)試劑改性的效果更明顯。
圖6為不同化學(xué)試劑處理后的最大吸附量。由圖6可知：雙氧水和氫氧化鈉溶液的處理效果較好。經(jīng)過氫氧化鈉溶液處理后，活性炭的最大吸附量達(dá)到53.2mg/g，與未改性前的最大吸附量相比提高了71.6%。這是因?yàn)闅溲趸c溶液能夠提高活性炭的表面極性，進(jìn)而改善其對(duì)苯酚的吸附性能。
2.4 摻雜殼聚糖改性
圖7為摻雜不同比例殼聚糖處理后的等溫吸附結(jié)果。由圖7可知：摻雜殼聚糖改性后的活性炭對(duì)于苯酚的吸附量均隨吸附時(shí)間的延長呈現(xiàn)出先快速增大后趨于穩(wěn)定的趨勢(shì)。與化學(xué)試劑改性相比，摻雜殼聚糖比例為1：6時(shí)的改性效果更明顯。
圖8為摻雜不同比例殼聚糖處理后的最大吸附量。由圖8可知：隨著摻雜比例的增加，最大吸附量呈現(xiàn)出先增大后減小的趨勢(shì)，當(dāng)摻雜比例為1：6時(shí)，最大吸附量達(dá)到67.1mg/g，與未改性前的最大吸附量相比提高了116.2%。這是因?yàn)閾诫s的殼聚糖提供了更多的極性基團(tuán)，進(jìn)而改善了吸附效果。
三、結(jié)論
(1)四種改性處理方法的效果依次為摻雜殼聚糖改性〉化學(xué)試劑改性>高溫改性〉超聲波改性。
(2)當(dāng)殼聚糖與活性炭的摻雜比例為1：6時(shí)，最大吸附量達(dá)到67.1mg/g，與未改性前的最大吸附量相比提高了116.2%。( >
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