小麥秸稈生物質(zhì)炭對印染廢水吸附效果的研究

滕福康

(西北民族大學(xué) 化工學(xué)院，甘肅 蘭州 730000)

染料讓我們的生活變得五彩斑斕，但是隨著大量的印染廢水被排放到自然水域中，人們的生存和發(fā)展受到了巨大的威脅，對于此類廢水的治理應(yīng)該得到重視[1]。亞甲基藍(lán)被廣泛應(yīng)用于印染行業(yè)[2]，吸附法是處理該類廢水常用的方法之一，由于生物質(zhì)炭制備方法簡單、性質(zhì)良好，逐漸成為人們研究的熱點(diǎn)[3]。因此利用儲量巨大的生物質(zhì)資源[4]，制備吸附性能良好的生物質(zhì)炭，對廢水的處理具有重要意義[5]。

1 試劑與儀器

材料與試劑：試驗(yàn)材料小麥秸稈取自蘭州市榆中縣夏周圍田地，三水亞甲基藍(lán)(分析純)、硝酸(永清縣永飛化學(xué)試劑有限公司)。

儀器：真空干燥箱(型號：DZF-6030,上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司)、臺式高溫箱式電阻爐(型號：SX-G03173,天津中環(huán)電爐股份有限公司)、臺式高速離心機(jī)(型號：H/T20MM,湖南赫西儀器裝備有限公司)、集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(型號：DF101S,鄭州長城科工貿(mào)有限公司)、UV2000紫外可見分光光度計(jì)。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 生物質(zhì)炭的制備

圖1 生物質(zhì)炭制備示意

清洗后的秸稈在100℃的真空干燥箱里干燥10 h，取出樣品放入研缽中磨碎備用。將樣品均勻地放入石英樣品皿中，用蓋子蓋住，輕輕放入石英管中，再移至電阻爐中，氮?dú)獯祾?0 min，排盡反應(yīng)器內(nèi)空氣。將電阻爐升至600℃，無氧熱解2 h，樣品經(jīng)過去離子水清洗至中性，干燥后過100目篩備用。

2.2 生物質(zhì)炭成分分析

采用范氏測定纖維素含量法對小麥秸稈生物質(zhì)炭主要成分進(jìn)行分析，測定結(jié)果如表1。

表1 小麥秸稈生物質(zhì)主要成分測定結(jié)果

2.3 亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

配置50 mg/L亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)溶液，分別移取0.05、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)溶液至50 mL容量瓶中，定容后靜置備用。在λ=665 nm處測定各個(gè)溶液的吸光度值并記錄，根據(jù)數(shù)據(jù)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，見圖2。

圖2 亞甲基藍(lán)標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.4 生物質(zhì)炭吸附實(shí)驗(yàn)

分別取0.05、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50 g樣品加入250 mL錐形瓶，再加入100 mL配置的標(biāo)準(zhǔn)溶液，調(diào)節(jié)溫度為25℃，置于集熱式恒溫加熱磁力攪拌器1 h，放置2 h后,經(jīng)過離心，測

定吸光度，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)曲線和公式計(jì)算出亞甲基藍(lán)去除率。

2.5 酸改性生物質(zhì)炭吸附實(shí)驗(yàn)

分別稱取0.05，0.10，0.20， 0.30，0.40，0.50 g生物質(zhì)炭加入250 mL的錐形瓶中，按照1∶1的浸漬比，將樣品浸漬在硝酸溶液中，超聲波振蕩8 min，趕出空隙里的空氣，靜置24 h，放入100℃烘箱烘干10 h。取樣品進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)，測量對亞甲基藍(lán)去除率。

3 結(jié)果與討論

圖3 生物質(zhì)炭加入量與亞甲基藍(lán)去除率關(guān)系

由圖3可以看出，隨著生物質(zhì)炭的用量增加，亞甲基藍(lán)的去除率也在提高，當(dāng)生物質(zhì)的用量達(dá)到0.4 g時(shí)，去除率為99.1%，亞甲基藍(lán)幾乎全部被吸收，表明實(shí)驗(yàn)制備的生物質(zhì)炭吸附性能良好。另外，酸改性生物質(zhì)炭的吸附性能明顯提高，吸附量提高了51.7%。這可歸結(jié)于經(jīng)過硝酸改性后的生物質(zhì)炭的孔徑和含氧官能團(tuán)增加，吸附能力變強(qiáng)的同時(shí)還能夠縮短吸附路徑。