生物炭复合高吸水树脂吸附亚甲基蓝性能研究

揭伟伟，林鑫晨，邓文勇，刘倩，刘光斌，胡秀霞，龚磊,

(1.江西农业大学 化学系,江西 南昌 330045；2.南昌市植物资源化学利用重点实验室,江西 南昌 330045)

染料在纺织、造纸等领域有广泛应用[1-2]。染料废水未经处理排放，会对人体健康和生存环境造成危害[3-4]。生物炭是一种原料来源广、价格低廉的生物质材料，因其具有高比表面积和丰富的孔隙结构等特性，被广泛用作废水处理吸附剂[5-6]。但生物炭颗粒细小，吸附后难以从染料废水中分离出来[7-8]，可通过制备成生物炭复合材料解决[9-10]。高吸水树脂在溶液中呈凝胶状，且含有大量活性基团，常被用于吸附和分离染料[11-12]。本文制备了生物炭与AA、AM接枝共聚的复合高吸水树脂，并研究其对亚甲基蓝吸附性能，可为染料废水处理提供参考。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

生物炭，自制(75%锯木屑、25%竹屑于700 ℃氮气氛围中炭化)；丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)、N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、(NH4)2S2O8、氢氧化钠、无水乙醇、盐酸、亚甲基蓝均为分析纯。

WHY-2水浴恒温振荡器；Spectrum Two红外光谱仪；SU-8100扫描电子显微镜；V-5000可见分光光度计。

1.2 BC-SA的制备

BC-SA的制备方法参考文献[13]。

1.3 吸附性能测试

1.3.1 不同pH对吸附性能的影响 在150 mL的锥形瓶中加入100 mL浓度为400 mg/L的MB 溶液，用HCl和NaOH溶液调节pH值(2～10)，加入0.1 g BC-SA，于30 ℃下振荡24 h，用V-5000可见分光光度计在665 nm波长下测定MB浓度。MB吸附量计算公式如下：

Qe= (ρ0-ρe)V/W

(1)

式中Qe——MB吸附量，mg/g；

ρ0和ρe——吸附前后MB浓度，mg/L；

V——MB溶液的体积，L；

W——BC-SA的质量，g。

1.3.2 吸附温度和时间对吸附性能的影响 在100 mL浓度为400 mg/L的MB溶液中加入0.1 g BC-SA，于30，40，50 ℃下振荡，在预定时间取滤液，测定MB的浓度。

1.3.3 初始浓度对吸附性能的影响 在100 mL不同初始浓度的MB溶液中加入0.1 g BC-SA，于30 ℃下振荡24 h，测定吸附后溶液中MB浓度。……