在多種有機(jī)化合物中，染料和顏料是環(huán)境的重要污染物。它們從各種行業(yè)(主要是染色，紡織，橡膠，造紙或化妝品行業(yè))排放到污水中。污水中的染料，即使?jié)舛群艿停�也�?huì)對(duì)水生食物鏈或水生生物產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。通常，處理含染料廢水的方法分為四類(lèi)：機(jī)械，化學(xué)，物理和上述方法的組合。由于染料不可生物降解，因此用于污水凈化的生物降解方法被證明是無(wú)效的。在化學(xué)，物理方法中可以有效去除染料的方法之一可以區(qū)分：化學(xué)和電化學(xué)氧化，膜工藝，絮凝凝結(jié)，離子交換以及廣泛使用的吸附。本次實(shí)驗(yàn)是為了確定使用活性炭吸附法從水溶液中去除所選染料的效率。在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上對(duì)溴甲酚綠染料進(jìn)行了從水溶液中吸附的研究。

　　研究中使用的染料

　　從實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的水溶液中進(jìn)行了兩種顏色的吸附實(shí)驗(yàn)：溴甲酚綠(圖1)。染料以水溶液形式用作pH指示劑，溴甲酚綠主要用于有機(jī)分析。

　　圖1：溴甲酚綠。

　　溴甲酚綠是通過(guò)在酒精介質(zhì)中溴化甲酚紫獲得的。溴甲酚綠是一種固體，顏色從白色到乳白色。

　　活性炭吸附測(cè)試

　　研究使用了溴甲酚綠水溶液。通過(guò)在100 cm3容量瓶中稀釋堿性染料溶液，制備了8種溴甲酚綠工作溶液，其濃度范圍為2.00×10-4至1.00×10-5mol·dm-3。將洗滌至惰性pH，粉碎并干燥的pH的制備的吸附劑分別置于100 cm3的錐形燒瓶中。隨后，將50 cm3最高濃度的染料溶液(基礎(chǔ)溶液)和從制備的8種工作溶液中選擇的5種溶液添加到燒瓶中。將所有容器以40 rpm的速度振搖30分鐘，然后在過(guò)濾器上分離兩相，即固體-廢吸附劑和液體-染料溶液。分別測(cè)量每種染料的吸附等溫線(xiàn)，并對(duì)每種染料進(jìn)行兩次測(cè)量。

　　用分光光度法測(cè)定了8種工作稀釋溶液和吸附后的染料濃度。為此，使用UV/VIS分光光度計(jì)，確定透射率(T)和吸光度(A)。對(duì)于八個(gè)起始溶液，繪制了A(或T)對(duì)溶液濃度的依賴(lài)性(A或T=f(c))。使用A或T與濃度的相關(guān)性(標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn))來(lái)確定被測(cè)活性炭吸附后溶液中單個(gè)染料的濃度。將吸附前和吸附后的染料溶液的后續(xù)樣品從錐形瓶中移入塑料比色皿中，該比色皿放置在分光光度計(jì)讀取室中，在適當(dāng)?shù)牟ㄩL(zhǎng)下讀取相應(yīng)染料的A和T值。使用用于制備測(cè)試染料的緩沖溶液(每100 cm3溶液10 cm3緩沖液pH=5.5)作為參考樣品。

　　在一開(kāi)始，繪制了基于八種工作溶液的每種染料溶液的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，然后測(cè)量了吸附后的A或T各自的平衡濃度。然后以染料物質(zhì)的摩爾數(shù)/克表示的比吸附率根據(jù)溶液C0中的已知染料濃度計(jì)算吸附劑mmol g-1的摩爾濃度，并從吸附Ci后的校準(zhǔn)曲線(xiàn)染料濃度中讀取。椰殼活性炭上的溴甲酚溴化物吸附等溫線(xiàn)(圖2)顯示了BET I型等溫線(xiàn)的性質(zhì)。

　　圖2：溴甲酚綠在活性炭上的吸附。

　　溴甲酚在褐煤質(zhì)活性炭上的吸附等溫線(xiàn)(圖3)是Langmuir型的，可以直接通過(guò)Langmuir方程近似。

　　圖3：溴甲酚綠在煤質(zhì)活性炭上的吸附。

　　對(duì)于所有吸附系統(tǒng)，吸附是將染料顆粒沉降到活性炭吸附劑表面上的機(jī)制。出乎意料的是，活性炭吸附劑對(duì)溴甲酚綠的吸附性能優(yōu)越，因?yàn)樗�在所檢查的染料濃度范圍內(nèi)具有較高的單層負(fù)載量，并具有較高的覆蓋度。這可能是由于使用分光光度計(jì)測(cè)量染料的平衡濃度存在問(wèn)題。兩種吸附劑中溴甲酚綠的b值高可能表明該染料具有高吸附能。兩種染料對(duì)煤質(zhì)活性炭的覆蓋率參數(shù)都非常大(接近100%)，這表明吸附劑表面已被充分利用。

　　染料的吸附能力取決于溶液中染料的濃度。對(duì)于吸附溴甲酚綠，兩種吸附劑的吸附值均相當(dāng)，因此那種活性炭便宜用那種。Langmuir方程與測(cè)量數(shù)據(jù)的近似表明，相對(duì)于溴甲酚綠，煤質(zhì)活性炭比較好用。同時(shí)，比椰殼活性炭的生產(chǎn)便宜得多。

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