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      文冠果子殼活性炭對(duì)Pb2+的吸附及解吸

      2017-02-15 06:10:12郝一男王喜明紅嶺趙家祺
      林業(yè)工程學(xué)報(bào) 2017年1期
      關(guān)鍵詞:文冠果等溫線活性炭

      郝一男,王喜明,紅嶺,趙家祺

      (內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院,呼和浩特010018)

      文冠果子殼活性炭對(duì)Pb2+的吸附及解吸

      郝一男,王喜明*,紅嶺,趙家祺

      (內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院,呼和浩特010018)

      以廢棄的文冠果子殼為原料,通過ZnCl2活化法制備活性炭。利用SEM-EDX技術(shù),對(duì)文冠果子殼活性炭吸附前后元素組成進(jìn)行分析。探討吸附時(shí)間、吸附溫度、pH以及Pb2+初始濃度對(duì)吸附的影響,考察時(shí)間、溫度、稀硝酸濃度對(duì)解吸的影響,分析其吸附熱力學(xué)性質(zhì)和動(dòng)力學(xué)特性,初步探討吸附機(jī)理。研究結(jié)果表明:在吸附溫度30℃,Pb2+初始濃度0.003 2 mol/L,pH 5.0,吸附40 min,吸附量最大可達(dá)656.54 mg/g;當(dāng)稀HNO3濃度0.06 mol/L,溫度60℃,解吸40 min,解吸率最大可達(dá)96.13%;活性炭對(duì)Pb2+吸附等溫線符合Langmuir模型,其吸附動(dòng)力學(xué)過程以準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程擬合效果最好;在303~323 K溫度范圍內(nèi),活性炭吸附Pb2+的吉布斯自由能ΔGo<0、焓變?chǔ)o<0、熵變?chǔ)o<0,表明活性炭對(duì)Pb2+吸附是一個(gè)自發(fā)的放熱過程。

      文冠果子殼;活性炭;Pb2+;吸附;解吸

      重金屬污染早已引起國(guó)內(nèi)外廣泛關(guān)注,其含量超標(biāo)對(duì)水資源、空氣和人體健康都會(huì)造成嚴(yán)重的危害。鉛(Pb)如果不經(jīng)過處理便排入到環(huán)境中,通過水體遷移、土壤和食物鏈的積累和放大效應(yīng),將對(duì)人體產(chǎn)生極大的傷害,因此降低或去除水中鉛離子顯得非常重要和迫切[1]。采用廉價(jià)高效的吸附劑去除廢水中的鉛,是國(guó)內(nèi)外研究人員需要解決的問題,應(yīng)用最廣泛的就是利用生物質(zhì)資源制備活性炭,如大蒜皮[2]、梧桐葉[3]、杏殼[4]和甘蔗渣[5]等。

      文冠果廣泛分布于內(nèi)蒙古赤峰、通遼、鄂爾多斯等地,對(duì)文冠果的研發(fā)主要以文冠果種仁油的提取及制備生物柴油為主,通常文冠果子殼(XSBH)未被利用而被丟棄。經(jīng)課題組前期研究發(fā)現(xiàn)[6],文冠果子殼活性炭(XSBHAC)對(duì)有機(jī)染料具有很好的吸附效果,亞甲基藍(lán)吸附量為591.47 mg/g,堿性品紅吸附量為359.52 mg/g,對(duì)碘吸附量為1 438.05 mg/g,遠(yuǎn)高于大麻桿[7]、廢棄木材[8]等原料所制得的活性炭。鑒于此,本試驗(yàn)選用廢棄的文冠果子殼為原料,采用65%的ZnCl2活化制備活性炭,研究pH、Pb2+初始濃度、時(shí)間及溫度對(duì)吸附量的影響,對(duì)吸附等溫線及動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行擬合,研究吸附機(jī)制,為處理廢水中Pb2+提供一種高效的吸附劑,并為其實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)。

      1 材料與方法

      1.1 原料、藥品及儀器

      原料:文冠果采購(gòu)于內(nèi)蒙古赤峰市。

      藥品:氯化鋅、硝酸鉛、二甲酚橙、六次甲基四胺、鹽酸、硝酸、鄰二氮菲等化學(xué)試劑均為分析純,試驗(yàn)用水為去離子水。

      儀器:BZN-1.5制氮機(jī)(杭州市博達(dá)華工科技發(fā)展有限公司);ML802電子天平(北京梅特勒公司);DHG-9035型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司);TU-1901雙光束紫外分光光度計(jì)(北京普析儀器有限公司);SHA-C恒溫振蕩儀(金壇市榮華儀器制造有限公司);6309POT pH測(cè)定儀(深圳市長(zhǎng)利來科技有限公司);25-10型箱式電阻爐(上海娥江儀器設(shè)備有限公司);L5042V低速離心機(jī)(上海知信實(shí)驗(yàn)儀器技術(shù)有限公司);S-3400N掃描電子顯微鏡和X射線能量色散光譜儀(日本日立公司)。

      1.2 文冠果子殼活性炭制備

      將XSBH粉碎,稱取一定量的粒徑為0.25 mm粉末于燒杯內(nèi),放入110℃干燥箱內(nèi)干燥12 h;加入65%的ZnCl2溶液,攪拌1 h后,放入200℃的箱式電阻爐中炭化4 h,繼續(xù)升至500℃活化2 h,并通入N2;用去離子水反復(fù)清洗至中性,抽濾,得到XSBHAC,放入110℃干燥箱中干燥12 h,研磨后密封保存。

      1.3 吸附試驗(yàn)

      在100 mL錐形瓶中,準(zhǔn)確稱量0.05 g XSBHAC,加入50 mL已知濃度的硝酸鉛溶液和適量的六次甲基四胺緩沖溶液,分別在30,40和50℃下以120 r/min振速恒溫振蕩40 min;振蕩結(jié)束后離心分離,取適量上層清液,用紫外分光光度計(jì)(吸收波長(zhǎng)574 nm)測(cè)Pb2+平衡濃度,根據(jù)公式(1)計(jì)算活性炭平衡吸附量Q:

      (1)

      式中:C0為吸附前溶液中Pb2+質(zhì)量濃度,mg/L;Ce為吸附平衡后溶液中Pb2+質(zhì)量濃度,mg/L;Q為單位質(zhì)量活性炭對(duì)Pb2+平衡時(shí)的吸附量,mg/g;V為溶液的體積,L;m為活性炭的質(zhì)量,g。

      1.4 解吸試驗(yàn)

      用移液管量取50 mL稀硝酸溶液,加入到50 mL錐形瓶中,加入吸附Pb2+后的活性炭,在不同的酸濃度、時(shí)間、溫度條件下進(jìn)行解吸,根據(jù)公式(2)計(jì)算解吸率:

      (2)

      式中:C0為吸附前溶液中Pb2+質(zhì)量濃度,mg/L;C2為解吸溶液中Pb2+質(zhì)量濃度,mg/L;C1為吸附后溶液中Pb2+濃度,mg/L;P為解吸率,%。

      2 結(jié)果與討論

      2.1 文冠果子殼及其活性炭表征

      對(duì)文冠果子殼及其活性炭進(jìn)行掃描電鏡觀察如圖1~2所示。由圖1可見,XSBH中存在一定的大孔結(jié)構(gòu),且表面較為平滑疏松,從而有利于活化劑快速進(jìn)入進(jìn)行疏松孔內(nèi),活化造孔。由圖2可見,經(jīng)高溫ZnCl2溶液活化后,XSBHAC表面被侵蝕,原先的大孔,向內(nèi)部延伸,形成豐富的無規(guī)則孔隙結(jié)構(gòu),孔隙內(nèi)壁光滑,無沉積,并且連通性較好,具有較大的孔隙率, 同時(shí)有大量的微小孔存在,構(gòu)成了空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[9-10],吸附后的活性炭孔被Pb2+充填,所以XSBHAC存在豐富的微孔或者中孔結(jié)構(gòu)。

      圖1 XSBH掃描電鏡圖 Fig. 1 SEM image of XSBH

      圖2 Pb2+吸附前后XSBHAC的SEM圖Fig. 2 SEM images of XSBHAC before and after adsorption of Pb2+

      對(duì)XSBHAC吸附Pb2+前后元素進(jìn)行分析如圖3所示。由圖3a和3b可知,吸附Pb2+的電子能譜分析圖(EDX)表明吸附前后XSBHAC表面的元素含量出現(xiàn)了明顯變化。吸附前,活性炭表面由C、O、N、Cl、Na等元素組成,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為80.26%,12.92%,5.62%,0.75%和0.46%。吸附后,活性炭表面由C、O、N、Pb、Cl、Na等元素組成,其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為75.58%,9.42%,4.19%,10.34%,0.35%和0.12%,這也證實(shí)Pb2+在吸附過程中發(fā)生了表面沉淀。

      圖3 XSBHAC吸附Pb2+前后的電子能譜分析圖Fig. 3 EDX patterns of XSBHAC before and after the adsorption of Pb2+

      2.2 Pb2+初始濃度對(duì)吸附的影響

      在30℃、pH 5.0、吸附60 min條件下,分析Pb2+初始濃度對(duì)吸附效果的影響,結(jié)果見圖4a。由圖4a可知,隨著Pb2+初始濃度的增加,XSBHAC對(duì)Pb2+的吸附量逐漸增大,當(dāng)Pb2+濃度為0.003 2 mol/L時(shí),吸附量最大,隨后趨于平衡。這是由于隨著Pb2+濃度的增加,溶液中單位體積內(nèi)的所含有的溶質(zhì)數(shù)也將相應(yīng)的增加,因而單位時(shí)間內(nèi)能夠與活性炭接觸的溶質(zhì)分子數(shù)也增加[11],吸附量增大;當(dāng)Pb2+增加到一定濃度時(shí),溶質(zhì)分子占滿活性炭接觸位點(diǎn)后,吸附量不再發(fā)生變化。

      2.3 pH對(duì)吸附的影響

      在30℃、Pb2+初始濃度0.003 2 mol/L、吸附60 min條件下,分析pH對(duì)吸附效果的影響,結(jié)果見圖4b。由圖4b可知,當(dāng)溶液pH從3.0升至5.0,XSBHAC對(duì)Pb2+的吸附量從336.48 mg/g增加到649.38 mg/g,當(dāng)溶液pH>5.0時(shí),吸附量有所下降。這是因?yàn)槿芤簆H影響活性炭表面電性以及溶液中Pb2+的存在形式,活性炭表面的含氧基團(tuán)在溶液中H+作用下含有正電性,使活性炭帶正電[11],pH越低,越不利于活性炭對(duì)Pb2+的吸附。當(dāng)pH>6.0時(shí),Pb2+將形成Pb(OH)2沉淀,不利于XSBHAC對(duì)Pb2+的吸附。由此可得,吸附體系的最佳pH應(yīng)為5.0。

      2.4 吸附溫度對(duì)吸附的影響

      在Pb2+初始濃度0.003 2 mol/L,pH 5、吸附40 min條件下,分析溫度對(duì)吸附效果的影響,結(jié)果見圖4c。由圖4c可知,當(dāng)溫度從20℃升至70℃時(shí),XSBHAC對(duì)Pb2+吸附量從656.54 mg/g下降到549.46 mg/g,即隨著溫度升高,吸附量逐漸下降,由于活性炭吸附Pb2+是放熱反應(yīng),因此,溫度升高不利于活性炭表面吸附Pb2+,低溫利于對(duì)Pb2+的吸附。雖然高溫有利于Pb2+在活性炭表面的擴(kuò)散速率,激發(fā)活性炭表面的官能團(tuán)與Pb2+發(fā)生反應(yīng),但是如果溫度升至30℃以上,吸附量會(huì)急劇下降,解吸能高于吸附能[12],Pb2+比較活躍,在活性炭邊界層中的傳質(zhì)阻力減弱,導(dǎo)致已吸附的Pb2+從活性炭表面脫附下來,從而導(dǎo)致吸附量下降。因此,活性炭吸附Pb2+體系的最佳溫度為30℃。

      2.5 吸附時(shí)間對(duì)吸附的影響

      在溫度為30℃、Pb2+溶液初始濃度0.003 2 mol/L、pH為5.0時(shí),分析時(shí)間對(duì)吸附效果的影響,見圖4d。由圖4d可以看出,吸附隨時(shí)間的延長(zhǎng)呈先增大后趨于平緩的趨勢(shì),當(dāng)吸附時(shí)間為40 min時(shí),Pb2+吸附量最大。這是因?yàn)殡S著時(shí)間的延長(zhǎng),溶液中Pb2+占據(jù)活性炭吸附位點(diǎn)的接觸時(shí)間越長(zhǎng),在40 min時(shí),XSBHAC對(duì)Pb2+的吸附量基本趨于穩(wěn)定。初始時(shí),Pb2+吸附量增加迅速,此時(shí)由于XSBHAC上吸附點(diǎn)位較多,伴隨著吸附的進(jìn)行,吸附點(diǎn)位緩慢減少,Pb2+吸附量增速減慢。另外,由于Pb2+液相濃度與活性炭表面Pb2+濃度差越來越小,傳質(zhì)推動(dòng)力減弱,吸附速率降低。因此,吸附體系的最佳吸附時(shí)間為40 min。

      圖4 Pb2+初始濃度,pH,溫度和時(shí)間對(duì)XSBHAC吸附量的影響Fig. 4 The effects of initial Pb2+ concentration, pH, temperature and time on the adsorption capacity of XSBHAC

      2.6 吸附動(dòng)力學(xué)

      分別運(yùn)用準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程(3)和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程(4)描述XSBHAC吸附Pb2+的速率快慢[2],通過動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行擬合,研究吸附機(jī)理。

      準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程:

      (3)

      準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程:

      (4)

      式中:Qe和Qt為吸附平衡和t時(shí)刻單位質(zhì)量活性炭Pb2+的吸附量,mg/g;K1為準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)速率常數(shù),min-1;K2為準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)速率常數(shù),g/(mg·min)。

      XSBHAC吸附Pb2+的準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)和準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型見圖5,動(dòng)力學(xué)相關(guān)參數(shù)見表1??梢钥闯?,在0.000 5~0.005 0 mol/L Pb2+濃度范圍內(nèi),303~323 K實(shí)驗(yàn)溫度條件下,準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程的線性決定系數(shù)R2均高于0.99,相關(guān)性明顯高于準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型,而且由準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程計(jì)算吸附量與實(shí)驗(yàn)測(cè)得吸附量接近。這表明,XSBHAC吸附Pb2+符合準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程,屬于化學(xué)吸附,吸附速率取決于活性炭表面的吸附位點(diǎn)。

      圖5 XSBHAC吸附Pb2+的準(zhǔn)一級(jí)、準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型Fig. 5 Pseudo-first-order and pseudo-second-order adsorption kinetic equations of Pb2+ by XSBHAC

      T/K準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程R2Qe/(mg·g-1)K1/min-1R2Qe/(mg·g-1)K2/(g·mg-1·min-1)303092869678400077099773114250825133130909410723100154099963134500193204323091268465800095099803030275354331

      2.7 吸附等溫線

      分別用Langmuir和Freundlich吸附模型擬合不同溫度下XSBHAC吸附Pb2+的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)[13]。吸附等溫線方程如式(5)和(6)所示:

      (5)

      (6)

      式中:Qm為活性炭對(duì)Pb2+的飽和吸附量,mg/g;Qe為單位質(zhì)量活性炭對(duì)Pb2+平衡時(shí)的吸附量,mg/g;Ce為吸附平衡后溶液中Pb2+濃度,mg/L;KF和n為Freundlich方程經(jīng)驗(yàn)常數(shù);KL為L(zhǎng)angmuir方程常數(shù),L/mg。

      XSBHAC對(duì)Pb2+的Langmuir吸附等溫線和Freundlich吸附等溫線見圖6,擬合的回歸參數(shù)見表2??梢钥闯?,在303~323 K實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi),Langmuir吸附等溫線決定系數(shù)R2均高于0.99,吸附屬于單分子層吸附。Frendlich 吸附等溫線決定系數(shù)R2與Langmuir吸附等溫線相比較低, Fre-undlich方程經(jīng)驗(yàn)常數(shù)1/n值在0.463 8~0.494 1之間,一般認(rèn)為0.1<1/n<0.5時(shí),易于吸附,1/n>2時(shí),吸附較為困難[14],說明XSBHAC比較容易吸附溶液中的Pb2+。

      圖6 Langmuir和Freundlich吸附等溫線Fig. 6 The adsorption isothermal curve of Langmuir and Freundlich

      T/KLangmuir等溫式Freundlich等溫式R2KLRLKFR21/n303099880468800032307330798504941313099800463000032303620904004779323099900498100030308530905004638

      2.8 吸附熱力學(xué)參數(shù)

      XSBHAC吸附Pb2+熱力學(xué)參數(shù),吉布斯自由能(ΔGo)、熵(ΔSo)、焓(Ho)分別用(7~9)公式[15]計(jì)算:

      (7)

      ΔGo=-R·T·lnK

      (8)

      K=Qe/Ce

      (9)

      圖7 HNO3濃度、時(shí)間和溫度對(duì)XSBHAC解吸率的影響Fig. 7 The effect of HNO3 concentration, time and temperature on the desorption efficiency of XSBHAC

      式中:ΔGo為吉布斯自由能,kJ/mol;ΔSo為熵,J/(mol·K);ΔHo為反應(yīng)焓,kJ/mol;R為氣體摩爾常數(shù),8.314 J/(mol·K);T為絕對(duì)溫度,K;K是Langmuir平衡常數(shù),L/mol。

      lnK對(duì)1/T作圖由斜率和截距得出ΔSo和ΔHo見表3。由表3可知,ΔHo<0,說明是一個(gè)放熱反應(yīng),ΔGo<0,表明溶液中的Pb2+容易被吸附到XSBHAC的表面,活性炭吸附Pb2+是自發(fā)進(jìn)行的,ΔSo<0,說明在吸附過程中XSBHAC與Pb2+溶液界面上分子的運(yùn)動(dòng)無序性下降。所以XSBHAC吸附Pb2+是一個(gè)自發(fā)放熱熵降低過程。

      表3 XSBHAC吸附Pb2+熱力學(xué)參數(shù)

      2.9 硝酸濃度對(duì)解吸的影響

      在30℃、取吸附Pb2+后的XSBHAC 0.05 g、解吸60 min條件下,考查稀硝酸濃度對(duì)解吸效果的影響,結(jié)果見圖7a。由圖7a可知,稀硝酸濃度達(dá)0.06 mol/L時(shí)解吸率最大,隨著濃度的增加,解吸率基本不變,這是因?yàn)镻b2+與活性炭發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),單純的改變HNO3濃度不能提高解吸率。本試驗(yàn)結(jié)果以取0.06 mol/L為最佳解吸硝酸濃度。

      2.10 時(shí)間對(duì)解吸的影響

      在30℃、取吸附Pb2+后的XSBHAC 0.05 g、稀硝酸濃度0.06 mol/L條件下,考查時(shí)間對(duì)解吸效果的影響,結(jié)果見圖7b。由圖7b可知,在20~40 min內(nèi)解吸率增加緩慢,40 min時(shí)達(dá)到最大,40 min后解吸趨于平衡。主要是因?yàn)樵诮馕磻?yīng)過程中,溶液中的Pb2+與XSBHAC表面的Pb2+之間的濃度梯度逐漸減小,反應(yīng)推動(dòng)力逐漸減小,解吸速率越來越慢,直到解吸反應(yīng)達(dá)到平衡。

      2.11 溫度對(duì)解吸的影響

      在稀硝酸濃度0.06 mol/L、取吸附Pb2+后的XSBHAC 0.05 g、解吸40 min條件下,考查溫度對(duì)解吸效果的影響,結(jié)果見圖7c。由圖7c可知,當(dāng)溫度從30℃升至60℃時(shí),Pb2+解吸率從92.80%增加至96.13%,即解吸率隨著溫度的升高而增加,Pb2+從XSBHAC上的解吸是吸熱過程,溫度升高向著解吸方向進(jìn)行,這是因?yàn)闇囟壬?,溶液黏度逐漸降低,活性炭中的Pb2+與H+的碰撞機(jī)會(huì)逐漸增加,從而導(dǎo)致解吸率增大;溶液中的Pb2+與XSBHAC表面的Pb2+之間的濃度差變大,傳質(zhì)推動(dòng)力增大,傳質(zhì)速率提高, Pb2+在溶液中的溶解度增加[15]。因此,隨著溫度的上升,利于Pb2+在活性炭表面的解吸,與較低溫利于XSBHAC吸附Pb2+正好相反。

      3 結(jié) 論

      1)通過SEM-EDX分析,XSBHAC存在豐富的微孔或者中孔結(jié)構(gòu),吸附前后XSBHAC表面的元素含量出現(xiàn)了明顯變化,證實(shí)了Pb2+在吸附過程中發(fā)生了表面沉淀。

      2)進(jìn)行了XSBHAC吸附Pb2+的試驗(yàn),研究了時(shí)間、Pb2+初始濃度、pH、溫度對(duì)吸附效果的影響,得到了最佳工藝條件:當(dāng)時(shí)間40 min,Pb2+初始濃度0.003 2 mol/L,pH=5.0,溫度30℃條件下,吸附量最大為656.54 mg/g;當(dāng)稀硝酸濃度0.06 mol/L,溫度60℃,時(shí)間40 min,解吸率最大為96.13%。

      3)在Pb2+初始濃度0.000 5~0.005 0 mol/L范圍內(nèi),XSBHAC吸附Pb2+等溫線符合Langmuir方程,準(zhǔn)二級(jí)動(dòng)力學(xué)方程能夠較好地描述其吸附的動(dòng)力學(xué)過程;在303~323 K實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi),XSBHAC吸附Pb2+熱力學(xué)參數(shù)ΔGo<0、ΔHo<0、ΔSo<0,說明該吸附是一個(gè)自發(fā)的放熱過程,溫度的升高不利于XSBHAC對(duì)Pb2+的吸附。

      [1]MOYERS B, WU J S. Removal of organic precursors by permanganate oxidation and alum coagulation[J]. Water Research, 1985, 19(3):309-314.

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      Adsorption and desorption of Pb2+byXanthocerassorbifoliabunge hull activated carbon

      HAO Yinan, WANG Ximing*, HONG Ling, ZHAO Jiaqi

      (CollegeofMaterialsScienceandArtDesign,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Hohhot010018,China)

      Mesoporous activated carbon with high surface area was prepared from wasteXanthocerassorbifoliabunge hull by ZnCl2activation. The elemental composition ofX.sorbifoliabunge hull activated carbon(XSBHAC)before and after adsorption were analyzed by SEM-EDX. The adsorption process were carried out including initial Pb2+concentration,adsorption time,pH and temperature, while the desorption experiments were investigated in order to analyze the influences of HNO3concentration, time and temperature, the thermodynamic, and kinetic parameters. The adsorption mechanism was discussed preliminarily. The results showed that the maximum adsorption capacity of Pb2+reached 656.54 mg/g at an initial Pb2+concentration, solution pH value, temperature, and adsorption time of 0.003 2 mol/L, 5.0, 30℃, and 40 min, respectively. The satisfactory effect of the best desorption efficiency was 96.13% at HNO3concentration, desorption temperature, and desorption time of 0.06 mol/L, 60℃, and 40 min, respectively. The modeling of adsorption kinetics indicated good agreement of experimental data with the pseudo-second-order kinetic model. Langmuir equilibrium isotherm fitted the experimental data reasonable well. The calculated values of the Gibbs free energy ΔGo<0,enthalpy change ΔHo<0, entropy change ΔSo<0 when temperature were in range of 303 K to 323 K,which revealed the adsorption was a spontaneous and exothermic process.

      Xanthocerassorbifoliabunge hull; activated carbon; Pb2+; adsorption; desorption

      2016-06-01

      2016-09-09

      內(nèi)蒙古人才開發(fā)基金項(xiàng)目;內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目(CGZH2014009);內(nèi)蒙古科技創(chuàng)新引導(dǎo)獎(jiǎng)勵(lì)項(xiàng)目(20131506,20140609)。

      郝一男,男,博士,研究方向?yàn)樯镔|(zhì)能源。通信作者:王喜明,男,教授。E-mail:w_ximing@263.net

      TQ424.1+5

      A

      2096-1359(2017)01-0078-06

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