秸秆生物炭对有机染料的吸附作用和机制.PDF

第 ３６ 卷第 ５ 期 环　 境　 科　 学　 学　 报 Ｖｏｌ．３６ ，Ｎｏ．５ ２０１６ 年５ 月 　 Ａｃｔａ Ｓｃｉｅｎｔｉａｅ Ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅ Ｍａｙ ， ２０１６ ＤＯＩ：１０．１３６７１／ｊ．ｈｊｋｘｘｂ．２０１５．０６５１ 季雪琴， 吕黎， 陈芬，等．２０ １６．秸秆生物炭对有机染料的吸附作用及机制［Ｊ ］．环境科学学报，３６ （５ ） ：１６４８⁃ １６５４ Ｊｉ Ｘ Ｑ ， Ｌü Ｌ ， Ｃｈｅｎ Ｆ ， ｅｔ ａｌ． ２０ １６． Ｓｏｒｐｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｄｙｅｓ ｂｙ ｓｔｒａｗ ｂｉｏｃｈａｒ ［Ｊ ］． Ａｃｔａ Ｓｃｉｅｎｔｉａｅ Ｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｔｉａｅ ，３６ （５ ） ： １６４８⁃ １６５４ 秸秆生物炭对有机染料的吸附作用及机制 １ １，∗ １ １，２ 季雪琴 ， 吕黎 ，陈芬 ，杨春平 １． 浙江省固体废物处理与资源化重点实验室，浙江工商大学环境科学与工程学院，杭州３１００ １２ ２． 环境生物与控制教育部重点实验室，湖南大学环境科学与工程学院，长沙４ １００８２ 收稿日期：２０ １５⁃ ０６⁃ ２４　 　 　 修回日期：２０ １５⁃ ０８⁃ ２６　 　 　 录用日期：２０ １５⁃ ０９⁃ １０ 摘要：研究了裂解温度分别为５００ ℃ 和７００ ℃ 的两种水稻秸秆生物炭（分别标记为Ｗ５００ 、Ｗ７００ ）对有机染料日落黄和亚甲基蓝的吸附作用及 机制． 同时，针对实际印染废水的特点，考察了反应温度、ｐＨ 和硫酸盐对吸附去除效率的影响．结果显示，生物炭对两种染料的吸附均符合准二 级动力学方程，等温吸附曲线均可用Ｆｒｅｕｎｄｌｉｃｈ 模型较好地描述，但其对两种染料的吸附机制显著不同．生物炭对阳离子染料亚甲基蓝的吸附 主要通过离子交换作用，随着生物炭裂解温度升高，其极性基团减少，离子交换作用减弱．生物炭对阴离子染料日落黄的吸附则主要通过生物 炭芳香结构与日落黄分子芳环之间的π⁃π 相互作用，随裂解温度升高，生物炭芳香化程度增大，π⁃π 作用随之增大；生物炭对两种染料的吸附 去除效率均随反应温度的升高（５ ～ ４５ ℃ ）而增大，且在３＜ｐＨ＜ １１、硫酸盐浓度２５ ～ ２５００ ｍｇ ·Ｌ－ １ 的变化范围内，吸附去除效率均保持稳定． 关键词：生物炭；吸附；日落黄；亚甲基蓝；硫酸盐 文章编号：０２５３⁃２４６８ （２０ １６ ）０５⁃ １６４８⁃ ０７　 　 　 中图分类号：Ｘ７０３　 　 　 文献标识码：Ａ Ｓｏｒｐｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ｏｒｇａｎｉｃ ｄｙｅｓ ｂｙ ｓｔｒａｗ ｂｉｏｃｈａｒ ＪＩ Ｘｕｅｑｉｎ１ ， ＬÜ Ｌｉ１， ∗ ， ＣＨＥＮ Ｆｅｎ１ ， ＹＡＮＧ Ｃｈｕｎｐｉｎｇ１，２ １． Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｏｌｉｄ Ｗａｓｔｅ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ａｎｄ Ｒｅｃｙｃｌｉｎｇ ， Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ， Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｇｏｎｇｓｈａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ， Ｈａｎｇｚｈｏｕ ３１００ １２ ２． Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ （ Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ） ， Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ ， Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ， Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ， Ｃｈａｎｇｓｈａ ４ １００８２ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ ２４ Ｊｕｎｅ ２０ １５ ；　 　 　 ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｉｎ ｒｅｖｉｓｅｄ ｆｏｒｍ ２６ Ａｕｇｕｓｔ ２０ １５ ；　 　 　 ａｃｃｅｐｔｅｄ １０ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ ２０ １５ Ａｂｓｔ