腐植酸基活性炭对亚甲基蓝的吸附性能研究

摘要

煤质腐植酸是低阶煤中的一种天然芳香族聚合物,具有高碳含量、松散的海绵质地、资源丰富、成本低廉等特性,是制备活性炭的新型碳前驱体。本工作以褐煤提取的腐植酸为前驱体,采用化学活化法制得腐植酸基活性炭,研究其对亚甲基蓝的吸附性能。利用扫描电子显微镜、BET比表面仪、傅里叶红外光谱仪对活性炭的物理化学性质进行表征。考察了溶液pH、吸附剂用量、初始浓度、温度和离子强度对活性炭吸附性能的影响。结果表明,腐植酸基活性炭具有大的比表面积(2370.21 m^(2)/g)、丰富的孔结构以及含氧官能团,有利于亚甲基蓝的吸附。Langmuir模型能够准确地描述活性炭对亚甲基蓝的吸附行为,根据Langmuir等温模型拟合,298 K时活性炭对亚甲基蓝的最大吸附量为970.87 mg/g。对比不同前驱体制备的活性炭亚甲基蓝的吸附性能,由腐植酸制备的活性炭对亚甲基蓝表现出明显良好的吸附性能。伪二级动力学模型更能描述亚甲基蓝在活性炭上的吸附。活性炭对亚甲基蓝的吸附是自发的吸热过程。经过五次循环使用,吸附量有所减小,但去除率均达到了93%以上,活性炭循环使用性能良好。