甘蔗渣活性炭_纳米氧化铁对磷的吸附作用

甘蔗渣活性炭_纳米氧化铁对磷的吸附作用

第31卷

2012年第8期8月环境化学ENVIRONMENTALCHEMISTRYVol．31，No．8August2012

甘蔗渣活性炭/纳米氧化铁对磷的吸附作用

梁美娜＊＊王敦球朱义年张华陆荣荣张

（桂林理工大学环境科学与工程学院，桂林，541004）*龙

目前，水中磷的去除方法主要有：生物法、化学沉淀法、人工湿地法、离子交换法及吸附法等．生物法和化学沉淀法会产生大量的含磷剩余污泥，提高了处理成本，磷的回收也有一定的困难．人工湿地法对磷的去除效率不高，而离子交换法

研究较多的吸附除磷的吸附剂有，粘土矿、石英砂负载氧化铁、橙子皮负载三价铁和锆、蛋壳负载的处理成本较高．目前，

氢氧化铁等；而用甘蔗渣活性炭/纳米氧化铁作为吸附剂除磷的研究报道较少．

本文制备了甘蔗渣活性炭/纳米氧化铁并用于吸附除磷，探讨了甘蔗渣活性炭/纳米氧化铁对溶液中磷的吸附特性．1

1．1材料与方法实验材料

NaOH、HNO3、HCl、KH2PO4、实验用的化学试剂主要有分析纯FeCl·十六烷基溴化三甲胺、氨水、蔗渣、实验用36H2O、

水为去离子水；电子天平、恒温振荡器、低速离心机、鼓风干燥箱、酸度计、分光光度计．

1．2实验方法

1］．准确称取甘蔗渣活性炭/纳米氧化铁吸附剂各0．300g于一系甘蔗渣活性炭/纳米氧化铁的制备方法参见文献［

列100mL聚乙烯塑料离心管中，将事先调节好pH值，体积为50mL的含磷溶液（用KH2PO4和去离子水配制）分别加入

·min－1的转速振荡使之达到吸附平衡．然后，到上述各塑料离心管中，盖好瓶盖并于恒温水浴振荡器中以200r各溶液均

用0．45μm滤膜过滤到小聚乙烯塑瓶料中（开始时的2—3mL弃去不用），按GB118932—89测定滤液中磷的浓度．

C0和Ce分别为溶液中初始磷浓度和吸附平衡时磷浓度平衡吸附量（qe）根据下式计算：qe=V（C0－Ce）/W．式中，

（mg·L－1），V为溶液体积（L），W为活性炭的质量（g）．

按上述实验方法，在实验温度为（25±1）℃条件下，进行了0．300g甘蔗渣活性炭/纳米氧化铁吸附剂对体积为50mL，·L－1的含磷溶液的吸附动力学实验．初始磷浓度为2mg

（35±1）℃、（45±1）℃，做吸附等温线实验时，实验温度为（25±1）℃、吸附剂加入量为0．300g，初始磷浓度分别为

2．0mg·L－1、5．0mg·L－1、10．0mg·L－1、15．0mg·L－1、20．0mg·L－1、30．0mg·L－1、35．0mg·L－1、40．0mg·L－1、50．0mg·L－1，pH值为7．0．溶液体积为50mL，

2

2．1实验结果与讨论吸附动力学

测定了磷在甘蔗渣活性炭/纳米氧化铁中的吸附动力学曲线，甘蔗渣活性炭/纳米氧化铁对磷的吸在不同pH值下，

附可分为3个阶段，开始是一个快速吸附阶段，在不同的pH条件下，在最初吸附的0．5—8．0h内，吸附量随吸附时间增

吸附8h后，则进入一个缓慢吸附阶段，吸附曲线变得较为平缓；吸附30h后，达到吸附平衡．分别用准大上升速率很快，

2一级动力学方程ln（qe－qt）=lnqe－k1t、准二级动力学方程t/qt=1/k2qe+t/qe、修正准一级动力学方程qt/qe+ln（qe－

qt）=lnqe－K3t和颗粒内扩散动力学方程qt=Kdt1/2对吸附动力学实验数据进行拟合，并求出各动力学模型参数列于

2表1．表1的数据显示，当初始pH=3时，准二级动力学方程和修正准一级动力学方程的相关系数（R）≥0．99，说明准二

级动力学模型和修正准一级动力学模型能较好地拟合磷在甘蔗渣活性炭/纳米氧化铁上的吸附动力学过程；当初始pH=

27或9时，只有准二级动力学方程拟合相关系数（R）大于0．99，表明准二级动力学模型能较好地拟合磷在甘蔗渣活性

7、9时都较相近，炭/纳米氧化铁上的吸附动力学过程．准二级动力学方程的吸附速率常数k2在pH=3、说明pH对吸附

速率影响很小．

2．2吸附等温线

35℃与45℃条件下，在温度为25℃、分别进行了磷在甘蔗渣活性炭/纳米氧化铁上的等温吸附实验，并用Langmuir

2011年11月21日收稿．

*国家水体污染控制与治理科技重大专项（2008ZX07317-02），教育部新世纪优秀人才支持（NCET-08-0649），广西科学基金项目（2011GXNSFA018013，2011GXNSFF018003），广西科学研究与技术开发项目（桂科攻10124002）资助．

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