Plackett-Burman设计联合Box-Behnken响应面法优化改性生物炭对亚甲基蓝的吸附工艺

摘要

以柠檬酸改性辣椒秸秆基生物炭为对象,研究其对亚甲基蓝吸附过程的最优工艺。以改性炭投加量、亚甲基蓝浓度、吸附时间、温度、溶液pH值、摇床转速为考察因素,亚甲基蓝吸附量为考察指标,利用Plackett-Burman(P-B)设计筛选出具有显著效应的因素,进一步结合Box-Behnken Design(BBD)响应面法对显著性因素进行优化,并加以验证分析,得到最佳吸附工艺参数。结果表明:在选定的6个因素中,影响亚甲基蓝吸附量的显著性顺序为改性炭投加量>亚甲基蓝浓度>摇床转速;优化后最佳吸附条件是:改性炭投加量为45.40 mg、亚甲基蓝浓度为86 mg/L、摇床转速为130 r/min,在该条件下亚甲基蓝吸附量可达41.03 mg/g。经验证,与模型预测值42.24 mg/g相差2.87%,因此P-B/BBD法在优化改性生物炭吸附亚甲基蓝的工艺中稳定有效,为优化炭材料的吸附工艺提供了数据参考。