植物纖維微球?qū)Σ煌玖先芤旱奈教卣餮芯?/h1>
2017-11-09 08:17:53劉冰雪黃書鑫熊淑婷李勝方肖文勝
湖北理工學院學報 2017年5期
劉冰雪，黃書鑫,熊淑婷，李勝方，肖文勝，陶 敏*
(1湖北理工學院 環(huán)境科學與工程學院,湖北 黃石 435003；2湖北理工學院 礦區(qū)環(huán)境污染控制與修復湖北省重點實驗室,湖北 黃石 435003；3武漢科技大學 資源與環(huán)境工程學院，湖北 武漢 430081)
植物纖維微球?qū)Σ煌玖先芤旱奈教卣餮芯?/p>
劉冰雪1,2,3，黃書鑫1,2,熊淑婷1,2，李勝方2，肖文勝1,2，陶 敏1,2*
(1湖北理工學院 環(huán)境科學與工程學院,湖北 黃石 435003；2湖北理工學院 礦區(qū)環(huán)境污染控制與修復湖北省重點實驗室,湖北 黃石 435003；3武漢科技大學 資源與環(huán)境工程學院，湖北 武漢 430081)
染料廢水處理成本高一直是困擾吸附材料應用的問題之一，為此，選取幾種植物纖維固體廢棄物，開展植物纖維微球的制備及其對不同染料溶液的吸附特征研究。研究結(jié)果表明，3種植物纖維微球?qū)A性品紅、結(jié)晶紫溶液的吸附容量都較大，而對中性紅溶液的吸附容量相對較小；杏仁殼粉微球?qū)θ玖先芤旱奈叫Ч詈?，其對結(jié)晶紫、中性紅、堿性品紅的去除率分別達到87.21%，70.37%，85.69%；不同含量植物纖維微球?qū)?種染料溶液均具有較好的吸附效果，當植物纖維的質(zhì)量分數(shù)為1%時，吸附效果最佳?；钚蕴课⑶?qū)θ玖先芤旱奈剿俾首羁?，達到吸附平衡所需時間約為60 min。吸附動力學研究表明，3種植物纖維微球?qū)?種染料溶液的吸附均符合Freundlich等溫吸附方程，其吸附機理仍以物理吸附為主。植物纖維微球適用于染料廢水的治理，可實現(xiàn)以廢治廢的目的。
植物纖維；微球；染料廢水；吸附動力學
染料廢水是難以處理的工業(yè)廢水之一，它主要來源于印染加工行業(yè)，對周圍環(huán)境具有很大的危害。目前，染料廢水的處理方法有高級氧化法[1-2]、電化學法[3]、吸附法[4-5]、膜分離[6]、生物處理[7-8]等。其中吸附法具有處理速度快、效果好、操作簡單等優(yōu)點，已廣泛應用于染料廢水的治理[9-11]。然而，染料廢水處理成本高、難以重復利用等問題一直困擾著吸附材料的應用。因此，積極研發(fā)一些吸附能力強、成本低廉的新型吸附填料成為當前的研究熱點之一[12]。
植物纖維通常作為固體廢棄物而被填埋或堆肥，近年來由于其具有多孔、可再生降解、價廉易得等優(yōu)點而被制成吸附材料。谷軍等利用綠色環(huán)保的堿、尿素、纖維素制備了再生纖維素微球，并探討了其對Pb2+的吸附效果[13]；王艷等研究了Fe3O4-羧甲基纖維素-聚乙烯亞胺微球的制備及其對Cd2+的吸附性能[14]。然而，關(guān)于植物纖維處理染料廢水的研究較少，尤其是植物纖維對不同類型染料廢水的吸附機制尚不明確。
為此，本文利用植物纖維固體廢棄物制備了3種植物纖維(杏仁殼粉、核桃殼粉、活性炭粉)微球，探討了3種植物纖維微球?qū)Σ煌玖先芤旱奈叫Ч拔綑C理，篩選出吸附能力強、價廉易得的微球材料，以實現(xiàn)植物纖維固體廢棄物的資源化利用。
1 材料與方法
1.1植物纖維微球的制備
植物纖維微球的制備采用海藻酸鈉法，即將不同質(zhì)量(1 g、2 g、4 g)的植物纖維粉末(杏仁殼粉、核桃殼粉、活性炭粉)、3 g海藻酸鈉分別加入100 mL蒸餾水中，混均后放入60 ℃水浴中加熱，制得含有植物纖維的海藻酸鈉溶液；然后將其滴入5%的氯化鈣溶液中，形成含水的植物纖維微球，經(jīng)冷凍干燥后，得到干燥多孔的植物纖維微球，如圖1所示。
圖1 冷凍干燥后的植物纖維微球(左、中、右分別為活性炭粉微球、核桃殼粉微球、杏仁殼粉微球)
1.2等溫吸附實驗
分別配制15 mg/L的結(jié)晶紫、中性紅、堿性品紅溶液作為3種模擬染料廢水，將100 mL的染料溶液、1 g的植物纖維微球兩兩加至250 mL的錐形瓶中，在室溫下進行磁力攪拌，分別在最大吸收波長589 nm(結(jié)晶紫)、530 nm(中性紅)、543 nm(堿性品紅)下，按一定時間間隔測定上清液中染料的濃度變化，以評價3種植物纖維微球?qū)?種染料溶液的吸附性能。
2 結(jié)果與討論
2.1植物纖維微球?qū)θ玖先芤旱奈叫Ч?/p>
不同含量植物纖維微球?qū)?種染料溶液的吸附效果如圖2所示。由圖2可以看出，不同含量杏仁殼粉微球?qū)?種染料溶液的吸附效果均較好，其中質(zhì)量分數(shù)為1%的杏仁殼粉微球吸附能力最佳；不同含量的核桃殼粉微球、活性炭粉微球也表現(xiàn)出相似規(guī)律，因此，制備植物纖維微球合適的質(zhì)量分數(shù)為1%。還可發(fā)現(xiàn)，杏仁殼粉微球、核桃殼粉微球?qū)θ玖先芤旱淖畲笪叫瘦^活性炭粉微球好，這表明采用海藻酸鈉法制備微球可能對活性炭粉的微孔結(jié)構(gòu)造成了一定的影響；其中杏仁殼粉微球?qū)Y(jié)晶紫、中性紅、堿性品紅溶液的去除率分別達到87.21%,70.37%,85.69%。
另外，杏仁殼粉微球、核桃殼粉微球、活性炭粉微球?qū)?種染料溶液的吸附平衡時間分別約為150 min、120 min、60 min，可見活性炭粉微球?qū)θ玖先芤旱奈剿俾首羁欤@可能是活性炭粉的比表面積較杏仁殼粉、核桃殼粉大的緣故。
(a)杏仁殼粉微球?qū)Y(jié)晶紫溶液的吸附效果
(b)杏仁殼粉微球?qū)χ行约t溶液的吸附效果
(c)杏仁殼粉微球?qū)A性品紅溶液的吸附效果
(d)核桃殼粉微球?qū)Y(jié)晶紫溶液的吸附效果
(e)核桃殼粉微球?qū)χ行约t溶液的吸附效果
(f)核桃殼粉微球?qū)A性品紅溶液的吸附效果
(g)活性炭粉微球?qū)Y(jié)晶紫溶液的吸附效果
(h)活性炭粉微球?qū)χ行约t溶液的吸附效果
(i)活性炭粉微球?qū)A性品紅溶液的吸附效果
注：A1、A2、A3分別指質(zhì)量分數(shù)為1%，2%，4%的杏仁殼粉微球；B1、B2、B3分別指質(zhì)量分數(shù)為1%，2%，4%的核桃殼粉微球；C1、C2、C3分別指質(zhì)量分數(shù)為1%，2%，4%的活性炭粉微球
圖2不同含量植物纖維微球?qū)?種染料溶液的吸附效果
2.2植物纖維微球?qū)θ玖先芤旱奈饺萘?/p>
不同含量的微球?qū)Σ煌玖先芤旱钠胶馕搅恳姳?。由表1可以看出，杏仁殼粉微球?qū)Y(jié)晶紫溶液、堿性品紅溶液的吸附容量最大，最大平衡吸附量分別為1.39 mg/g、1.35 mg/g；而核桃殼粉微球?qū)Y(jié)晶紫溶液的吸附容量最大，最大平衡吸附量達到1.46 mg/g。 另外，還可發(fā)現(xiàn)3種植物纖維微球?qū)A性品紅溶液和結(jié)晶紫溶液的吸附容量較大，而對中性紅溶液的吸附容量相對較小。這可能是由于堿性品紅溶液呈堿性，可對植物纖維進行表面改性而增加其親水性，有利于增強植物纖維對堿性品紅的吸附；此外，結(jié)晶紫溶液呈酸性，溶液中大量氫離子的存在會增加植物纖維微球的吸附位點，從而在一定程度上增強了植物纖維微球?qū)Y(jié)晶紫的吸附效果。
表1 不同含量的微球?qū)Σ煌玖先芤旱钠胶馕搅?/p>
溫度、攪拌速度、染料廢水的初始濃度、吸附劑的用量及粒徑等因素均顯著影響吸附材料的吸附性能[4,11-12]。湯亞飛等[11]實驗結(jié)果表明，隨著亞甲基藍初始濃度的增加，生物炭對亞甲基藍的吸附量逐步增大，其最大吸附量為5.54 mg/g；Li & Tao[4]研究發(fā)現(xiàn)，當龍眼殼粉的粒徑為80～100目時，其對堿性品紅及亞甲基藍溶液的吸附量分別高達33.45 mg/g、38.45 mg/g。這顯著高于本實驗的研究結(jié)果，但直接采用植物纖維粉末進行吸附存在回收困難、容易流失等問題。因此，如何提高植物纖維微球的吸附性能是今后的研究方向。
2.3吸附動力學分析
Freundlich等溫吸附模型擬合的吸附性能參數(shù)見表2,Langmuir等溫吸附模型擬合的吸附性能參數(shù)見表3。
表2 Freundlich等溫吸附模型擬合的吸附性能參數(shù)
注：*表示P<0.05，**表示P<0.01
表3 Langmuir等溫吸附模型擬合的吸附性能參數(shù)
注：*表示P<0.05，**表示P<0.01
由表2、表3可以看出，3種植物纖維微球?qū)?種染料溶液的吸附過程采用Freundlich等溫吸附方程擬合的效果都較好，相關(guān)系數(shù)均在0.9以上；杏仁殼粉微球和核桃殼粉微球?qū)?種染料溶液的吸附過程采用Langmuir等溫吸附方程的擬合效果不理想，但活性炭粉微球的擬合效果較好，相關(guān)系數(shù)達到0.95以上?？梢?，植物纖維微球?qū)θ玖先芤旱奈綑C理仍以物理吸附為主，化學吸附較少。
3 結(jié)論
1)3種植物纖維微球?qū)A性品紅和結(jié)晶紫溶液的吸附容量較大，而對中性紅溶液的吸附容量相對較??；杏仁殼粉微球?qū)θ玖先芤旱奈叫Ч詈?，它對結(jié)晶紫、中性紅、堿性品紅溶液的去除率分別達到87.21%，70.37%，85.69%。
2)不同含量植物纖維微球?qū)?種染料溶液均具有較好的吸附效果，當植物纖維的質(zhì)量分數(shù)為1%時，吸附效果最佳。
3)活性炭微球?qū)?種染料溶液的吸附速率最快，達到吸附平衡所需時間約為60 min。
4)吸附動力學研究表明，3種植物纖維微球?qū)?種染料溶液的吸附均符合Freundlich等溫吸附方程，其吸附機理仍以物理吸附為主。
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Study on Adsorption Characteristics of Plant Fiber Microspheres Treating Different Dye Solution
LiuBingxue1,2,3,HuangShuxin1,2,XiongShuting1,2,LiShengfang2,XiaoWensheng1,2,TaoMin1,2*
(1School of Environmental Science and Engineering,Hubei Polytechnic University,Huangshi Hubei 435003;2Hubei Key Laboratory of Mine Environmental Pollution Control and Remediation,Hubei Polytechnic University,Huangshi Hubei 435003;3School of Resources and Environmental Engineering,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan Hubei 430081)
The high cost has been one of the problems that puzzls the application of adsorption materials.Therefore,several plant fibers usually treated as solid waste were selected and made into plant fiber microspheres,and adsorption characteristics of the plant fiber microspheres treating different dye solution were studied.The results showed that adsorption capacity of three kinds of plant fiber microspheres on basic fuchsin and crystal violet solution were larger,while their adsorption capacity on neutral red solution were poor.The adsorption capacity of almond shell powder microsphere on dye solution was the best,which the removal rate of crystal violet,neutral red, basic fuchsin were 87.21%,70.37%,85.69%,respectively.The different content of plant fiber microspheres all had good adsorption capacity on three kinds of dye solution.When the mass fraction of plant fiber was 1%,the adsorption capacity of microspheres was the strongest.The adsorption rate of activated carbon microsphere to dye solution was the fastest,and the time to reach adsorption equilibrium was about 60 min.The adsorption kinetics studies showed that the adsorption of three kinds of fiber microspheres to three dye solutions followed the Freundlich isotherm adsorption equation,and the adsorption mechanism was still dominated by physical adsorption.It can be seen that the plant fiber microsphere is suitable for the treatment of dye wastewater,so as to achieve treating waste by waste.
plant fiber;microsphere;dye wastewater;adsorption kinetic
2017-06-12
黃石市科技支撐計劃項目(項目編號2014A067)；礦區(qū)環(huán)境污染控制與修復湖北省重點實驗室開放基金項目(項目編號2017107)；國家大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目(項目編號201410920017)；湖北理工學院大學生科技創(chuàng)新項目(項目編號14cx11)。
劉冰雪，碩士生。
*通訊作者：陶敏，副教授，博士，研究方向：水體修復技術(shù)與環(huán)境功能材料。
10.3969/j.issn.2095-4565.2017.05.006
X703.1
A
2095-4565(2017)05-0025-04
(責任編輯高嵩)
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植物纖維微球?qū)Σ煌玖先芤旱奈教卣餮芯?/p>
劉冰雪1,2,3，黃書鑫1,2,熊淑婷1,2，李勝方2，肖文勝1,2，陶 敏1,2*
(1湖北理工學院 環(huán)境科學與工程學院,湖北 黃石 435003；2湖北理工學院 礦區(qū)環(huán)境污染控制與修復湖北省重點實驗室,湖北 黃石 435003；3武漢科技大學 資源與環(huán)境工程學院，湖北 武漢 430081)
染料廢水處理成本高一直是困擾吸附材料應用的問題之一，為此，選取幾種植物纖維固體廢棄物，開展植物纖維微球的制備及其對不同染料溶液的吸附特征研究。研究結(jié)果表明，3種植物纖維微球?qū)A性品紅、結(jié)晶紫溶液的吸附容量都較大，而對中性紅溶液的吸附容量相對較小；杏仁殼粉微球?qū)θ玖先芤旱奈叫Ч詈?，其對結(jié)晶紫、中性紅、堿性品紅的去除率分別達到87.21%，70.37%，85.69%；不同含量植物纖維微球?qū)?種染料溶液均具有較好的吸附效果，當植物纖維的質(zhì)量分數(shù)為1%時，吸附效果最佳?；钚蕴课⑶?qū)θ玖先芤旱奈剿俾首羁?，達到吸附平衡所需時間約為60 min。吸附動力學研究表明，3種植物纖維微球?qū)?種染料溶液的吸附均符合Freundlich等溫吸附方程，其吸附機理仍以物理吸附為主。植物纖維微球適用于染料廢水的治理，可實現(xiàn)以廢治廢的目的。
植物纖維；微球；染料廢水；吸附動力學
染料廢水是難以處理的工業(yè)廢水之一，它主要來源于印染加工行業(yè)，對周圍環(huán)境具有很大的危害。目前，染料廢水的處理方法有高級氧化法[1-2]、電化學法[3]、吸附法[4-5]、膜分離[6]、生物處理[7-8]等。其中吸附法具有處理速度快、效果好、操作簡單等優(yōu)點，已廣泛應用于染料廢水的治理[9-11]。然而，染料廢水處理成本高、難以重復利用等問題一直困擾著吸附材料的應用。因此，積極研發(fā)一些吸附能力強、成本低廉的新型吸附填料成為當前的研究熱點之一[12]。
植物纖維通常作為固體廢棄物而被填埋或堆肥，近年來由于其具有多孔、可再生降解、價廉易得等優(yōu)點而被制成吸附材料。谷軍等利用綠色環(huán)保的堿、尿素、纖維素制備了再生纖維素微球，并探討了其對Pb2+的吸附效果[13]；王艷等研究了Fe3O4-羧甲基纖維素-聚乙烯亞胺微球的制備及其對Cd2+的吸附性能[14]。然而，關(guān)于植物纖維處理染料廢水的研究較少，尤其是植物纖維對不同類型染料廢水的吸附機制尚不明確。
為此，本文利用植物纖維固體廢棄物制備了3種植物纖維(杏仁殼粉、核桃殼粉、活性炭粉)微球，探討了3種植物纖維微球?qū)Σ煌玖先芤旱奈叫Ч拔綑C理，篩選出吸附能力強、價廉易得的微球材料，以實現(xiàn)植物纖維固體廢棄物的資源化利用。
1 材料與方法
1.1植物纖維微球的制備
植物纖維微球的制備采用海藻酸鈉法，即將不同質(zhì)量(1 g、2 g、4 g)的植物纖維粉末(杏仁殼粉、核桃殼粉、活性炭粉)、3 g海藻酸鈉分別加入100 mL蒸餾水中，混均后放入60 ℃水浴中加熱，制得含有植物纖維的海藻酸鈉溶液；然后將其滴入5%的氯化鈣溶液中，形成含水的植物纖維微球，經(jīng)冷凍干燥后，得到干燥多孔的植物纖維微球，如圖1所示。
圖1 冷凍干燥后的植物纖維微球(左、中、右分別為活性炭粉微球、核桃殼粉微球、杏仁殼粉微球)
1.2等溫吸附實驗
分別配制15 mg/L的結(jié)晶紫、中性紅、堿性品紅溶液作為3種模擬染料廢水，將100 mL的染料溶液、1 g的植物纖維微球兩兩加至250 mL的錐形瓶中，在室溫下進行磁力攪拌，分別在最大吸收波長589 nm(結(jié)晶紫)、530 nm(中性紅)、543 nm(堿性品紅)下，按一定時間間隔測定上清液中染料的濃度變化，以評價3種植物纖維微球?qū)?種染料溶液的吸附性能。
2 結(jié)果與討論
2.1植物纖維微球?qū)θ玖先芤旱奈叫Ч?/p>
不同含量植物纖維微球?qū)?種染料溶液的吸附效果如圖2所示。由圖2可以看出，不同含量杏仁殼粉微球?qū)?種染料溶液的吸附效果均較好，其中質(zhì)量分數(shù)為1%的杏仁殼粉微球吸附能力最佳；不同含量的核桃殼粉微球、活性炭粉微球也表現(xiàn)出相似規(guī)律，因此，制備植物纖維微球合適的質(zhì)量分數(shù)為1%。還可發(fā)現(xiàn)，杏仁殼粉微球、核桃殼粉微球?qū)θ玖先芤旱淖畲笪叫瘦^活性炭粉微球好，這表明采用海藻酸鈉法制備微球可能對活性炭粉的微孔結(jié)構(gòu)造成了一定的影響；其中杏仁殼粉微球?qū)Y(jié)晶紫、中性紅、堿性品紅溶液的去除率分別達到87.21%,70.37%,85.69%。
另外，杏仁殼粉微球、核桃殼粉微球、活性炭粉微球?qū)?種染料溶液的吸附平衡時間分別約為150 min、120 min、60 min，可見活性炭粉微球?qū)θ玖先芤旱奈剿俾首羁欤@可能是活性炭粉的比表面積較杏仁殼粉、核桃殼粉大的緣故。
(a)杏仁殼粉微球?qū)Y(jié)晶紫溶液的吸附效果
(b)杏仁殼粉微球?qū)χ行约t溶液的吸附效果
(c)杏仁殼粉微球?qū)A性品紅溶液的吸附效果
(d)核桃殼粉微球?qū)Y(jié)晶紫溶液的吸附效果
(e)核桃殼粉微球?qū)χ行约t溶液的吸附效果
(f)核桃殼粉微球?qū)A性品紅溶液的吸附效果
(g)活性炭粉微球?qū)Y(jié)晶紫溶液的吸附效果
(h)活性炭粉微球?qū)χ行约t溶液的吸附效果
(i)活性炭粉微球?qū)A性品紅溶液的吸附效果
注：A1、A2、A3分別指質(zhì)量分數(shù)為1%，2%，4%的杏仁殼粉微球；B1、B2、B3分別指質(zhì)量分數(shù)為1%，2%，4%的核桃殼粉微球；C1、C2、C3分別指質(zhì)量分數(shù)為1%，2%，4%的活性炭粉微球
圖2不同含量植物纖維微球?qū)?種染料溶液的吸附效果
2.2植物纖維微球?qū)θ玖先芤旱奈饺萘?/p>
不同含量的微球?qū)Σ煌玖先芤旱钠胶馕搅恳姳?。由表1可以看出，杏仁殼粉微球?qū)Y(jié)晶紫溶液、堿性品紅溶液的吸附容量最大，最大平衡吸附量分別為1.39 mg/g、1.35 mg/g；而核桃殼粉微球?qū)Y(jié)晶紫溶液的吸附容量最大，最大平衡吸附量達到1.46 mg/g。 另外，還可發(fā)現(xiàn)3種植物纖維微球?qū)A性品紅溶液和結(jié)晶紫溶液的吸附容量較大，而對中性紅溶液的吸附容量相對較小。這可能是由于堿性品紅溶液呈堿性，可對植物纖維進行表面改性而增加其親水性，有利于增強植物纖維對堿性品紅的吸附；此外，結(jié)晶紫溶液呈酸性，溶液中大量氫離子的存在會增加植物纖維微球的吸附位點，從而在一定程度上增強了植物纖維微球?qū)Y(jié)晶紫的吸附效果。
表1 不同含量的微球?qū)Σ煌玖先芤旱钠胶馕搅?/p>
溫度、攪拌速度、染料廢水的初始濃度、吸附劑的用量及粒徑等因素均顯著影響吸附材料的吸附性能[4,11-12]。湯亞飛等[11]實驗結(jié)果表明，隨著亞甲基藍初始濃度的增加，生物炭對亞甲基藍的吸附量逐步增大，其最大吸附量為5.54 mg/g；Li & Tao[4]研究發(fā)現(xiàn)，當龍眼殼粉的粒徑為80～100目時，其對堿性品紅及亞甲基藍溶液的吸附量分別高達33.45 mg/g、38.45 mg/g。這顯著高于本實驗的研究結(jié)果，但直接采用植物纖維粉末進行吸附存在回收困難、容易流失等問題。因此，如何提高植物纖維微球的吸附性能是今后的研究方向。
2.3吸附動力學分析
Freundlich等溫吸附模型擬合的吸附性能參數(shù)見表2,Langmuir等溫吸附模型擬合的吸附性能參數(shù)見表3。
表2 Freundlich等溫吸附模型擬合的吸附性能參數(shù)
注：*表示P<0.05，**表示P<0.01
表3 Langmuir等溫吸附模型擬合的吸附性能參數(shù)
注：*表示P<0.05，**表示P<0.01
由表2、表3可以看出，3種植物纖維微球?qū)?種染料溶液的吸附過程采用Freundlich等溫吸附方程擬合的效果都較好，相關(guān)系數(shù)均在0.9以上；杏仁殼粉微球和核桃殼粉微球?qū)?種染料溶液的吸附過程采用Langmuir等溫吸附方程的擬合效果不理想，但活性炭粉微球的擬合效果較好，相關(guān)系數(shù)達到0.95以上?？梢?，植物纖維微球?qū)θ玖先芤旱奈綑C理仍以物理吸附為主，化學吸附較少。
3 結(jié)論
1)3種植物纖維微球?qū)A性品紅和結(jié)晶紫溶液的吸附容量較大，而對中性紅溶液的吸附容量相對較??；杏仁殼粉微球?qū)θ玖先芤旱奈叫Ч詈?，它對結(jié)晶紫、中性紅、堿性品紅溶液的去除率分別達到87.21%，70.37%，85.69%。
2)不同含量植物纖維微球?qū)?種染料溶液均具有較好的吸附效果，當植物纖維的質(zhì)量分數(shù)為1%時，吸附效果最佳。
3)活性炭微球?qū)?種染料溶液的吸附速率最快，達到吸附平衡所需時間約為60 min。
4)吸附動力學研究表明，3種植物纖維微球?qū)?種染料溶液的吸附均符合Freundlich等溫吸附方程，其吸附機理仍以物理吸附為主。
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Study on Adsorption Characteristics of Plant Fiber Microspheres Treating Different Dye Solution
LiuBingxue1,2,3,HuangShuxin1,2,XiongShuting1,2,LiShengfang2,XiaoWensheng1,2,TaoMin1,2*
(1School of Environmental Science and Engineering,Hubei Polytechnic University,Huangshi Hubei 435003;2Hubei Key Laboratory of Mine Environmental Pollution Control and Remediation,Hubei Polytechnic University,Huangshi Hubei 435003;3School of Resources and Environmental Engineering,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan Hubei 430081)
The high cost has been one of the problems that puzzls the application of adsorption materials.Therefore,several plant fibers usually treated as solid waste were selected and made into plant fiber microspheres,and adsorption characteristics of the plant fiber microspheres treating different dye solution were studied.The results showed that adsorption capacity of three kinds of plant fiber microspheres on basic fuchsin and crystal violet solution were larger,while their adsorption capacity on neutral red solution were poor.The adsorption capacity of almond shell powder microsphere on dye solution was the best,which the removal rate of crystal violet,neutral red, basic fuchsin were 87.21%,70.37%,85.69%,respectively.The different content of plant fiber microspheres all had good adsorption capacity on three kinds of dye solution.When the mass fraction of plant fiber was 1%,the adsorption capacity of microspheres was the strongest.The adsorption rate of activated carbon microsphere to dye solution was the fastest,and the time to reach adsorption equilibrium was about 60 min.The adsorption kinetics studies showed that the adsorption of three kinds of fiber microspheres to three dye solutions followed the Freundlich isotherm adsorption equation,and the adsorption mechanism was still dominated by physical adsorption.It can be seen that the plant fiber microsphere is suitable for the treatment of dye wastewater,so as to achieve treating waste by waste.
plant fiber;microsphere;dye wastewater;adsorption kinetic
2017-06-12
黃石市科技支撐計劃項目(項目編號2014A067)；礦區(qū)環(huán)境污染控制與修復湖北省重點實驗室開放基金項目(項目編號2017107)；國家大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目(項目編號201410920017)；湖北理工學院大學生科技創(chuàng)新項目(項目編號14cx11)。
劉冰雪，碩士生。
*通訊作者：陶敏，副教授，博士，研究方向：水體修復技術(shù)與環(huán)境功能材料。
10.3969/j.issn.2095-4565.2017.05.006
X703.1
A
2095-4565(2017)05-0025-04
(責任編輯高嵩)
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