添加表面活性剂制备浒苔活性炭及对Ni2+和环丙沙星吸附特性的研究
本文以浒苔(EP)为原料，采用磷酸活化法制备浒苔活性炭(EPAC)和在磷酸活化过程中分别添加两种表面活性剂（十六烷基三甲基溴化铵-CTAB和苯磺酸钠-SBS）制备改性活性炭(EPAC-CTAB和EPAC-SBS)，并用NaOH再生吸附饱和的EPAC和EPAC-SBS得REPAC和REPAC-SBS。用扫描电子显微镜法(SEM)、氮气吸附脱附等温线、傅里叶红外光谱(FTIR)、Boehm滴定和X射线光电子能谱分析(XPS)对其表面物化性质表征，分别探讨了对Ni2+和环丙沙星的吸附性能。考察了吸附时间、初始浓度、pH值、离子强度、温度等因素对吸附的影响。利用动力学模型、等温线模型和热力学模型对吸附数据分别进行拟合，研究了活性炭对Ni2+和环丙沙星的吸附机理。 对改性前后活性炭形态表征的结果表明，与未改性的活性炭(EPAC)相比，改性活性炭（EPAC-CTAB和EPAC-SBS）比表面积和总孔体积均减小。FTIR和Boehm滴定结果表明，改性活性炭的表面官能团的种类和含量都增加了，且含有更多的酸性官能团。EPAC和EPAC-CTAB对Ni2+的吸附受溶液pH值的影响较大，在一定的pH值范围内，吸附能力随pH的增大而增大。EPAC、EPAC-SBS、REPAC和REPAC-SBS对环丙沙星的吸附能力随pH的升高先增强后减弱。离子强度对Ni2+和环丙沙星的吸附，随离子浓度的增大，吸附能力有所降低。 改性活性炭的吸附能力有所提高，EPAC-CTAB(49.8mg/g)对Ni2+的吸附量高于EPAC(16.9mg/g)，EPAC-SBS（285.7mg/g）对环丙沙星的吸附量高于EPAC(238.1mg/g)，NaOH溶液对吸附饱和的EPAC和EPAC-SBS再生效果较高，再生率分别为85.84％和89.74％。伪二级动力学模型能更好的描述EPAC和EPAC-CTAB对Ni2+的吸附过程。吸附等温线拟合结果表明，Langmuir等温方程更适合描述活性炭对Ni2+和环丙沙星的吸附特性。吸附热力学结果显示EPAC、EPAC-SBS、REPAC和REPAC-SBS对环丙沙星的吸附过程是自发的吸热过程。
添加表面活性剂;浒苔活性炭;Ni2+离子;环丙沙星;吸附性能
山东大学
硕士
环境科学与工程
黄理辉
2014
中文
TQ423
77
2014-10-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）