ZrO2-颗粒活性炭对4-氯酚废水吸附的热力学和动力学研究.pdf

第 16卷 第36期 2016年 12月 科 学 技 术 与 工 程 Vo1．16 No．36 Dec．2016 l67l一 1815(2016)36·0255—07 ScienceTechnologyandEngineering ⑥ 2016 Sci．Tech．Engrg． 环境科学、安全科学 ZrO2-颗粒活性炭对4氯·酚废水吸附 的热力学和动力学研究 覃 琴 陈熠嘉 韦武浪 陆俊丞 李 媚 (广西民族大学化学化工学院，广西高校化学与生物转化过程新技术重点实验室 广西多糖材料与改性重点实验室培育基地 ，南宁530006) 摘 要 研究了修饰活性炭对4．氯酚的静态吸附过程，并对吸附热力学及动力学进行 了分析。实验结果表明：ZrO：一颗粒活性 炭对水中4一氯酚的吸附量随着初始浓度的增加而增大，吸附4h后达到吸附平衡；其吸附等温线可用Freundlich模型描述，吸 附过程符合Makay二级吸附动力学方程。在不同温度下，ZrO一颗粒活性炭对4一氯酚的吸附熵变△s大于零，说明该过程是一 个熵增的过程；其焓变AH、吸附吉布斯 自由能变AG均为负值，说明4-氯酚在ZrO一颗粒活性炭上的吸附是一个 自发、放热的 过程，为物理吸附，非单分子层吸附。 关键词 4一氯酚 吸附 活性炭 动力学 热力学 中图法分类号 X703．1； 文献标志码 A 氯酚(Chlorophenols，CPs)类有机物是一类毒性 1 实验部分 很强的有机污染物，它被广泛地应用于染料、农药以 及氯代苯酚合成中，同时作为杀菌剂被广泛应用于 1．1 实验设备和材料 木材、黏合剂、纺织品和医药等产品中¨ 。氯酚类 恒温振荡器(THZ一82A，国华企业)，紫外可见光 化合物通过各种途径进入到环境 中，通常少量的 分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司Tu． CPs即可引起水体的污染从而对环境造成了极大的 1810)，场发射扫描电子显微镜 (德国卡尔蔡司公司 污染，具有 “三致”效应，CPs存在稳定的碳一氯键 ，很 SUPRA55Sapphire)，比表面仪 (Quantachrome公司 难进行生物降解 。氯酚废水的处理方法主要 AUTOSORB．IQC—TPX．MS)，活性炭 (西陇化工股份 为：吸附法，化学法和生物法 ’。 ，目前吸附法是 有限公司)，4．氯酚 (Sigma—Aldrich)，氧氯化锆 (上 最常见的方法，吸附法是利用吸附剂的选择吸附性 海展云化工有限公司，AR)，硝酸(成都市科龙化工 去除废水中的氯酚。活性炭是最常用的吸附剂，尤 试剂厂，AR)，氢氧化钠 (广东光华化工厂有限公 其是在液相有机物吸附处理中。活性炭作为优 良的 司，AR)。 吸附剂，具有原料来源广泛、比表面积大、孔隙发达、 1．2 实验方法 高效安全等特点 川 。现对修饰后活性炭吸附4一氯 1．2．1 活性炭预处理 酚过程的热力学和动力学进行研究，探讨 了其吸附 将购买的颗粒活性炭用去离子水煮沸洗净，用 机理，为活性炭在废水处理方面的应用提供理论 2．0M的硝酸浸泡 12h，用蒸馏水洗至中性，再用 基础。 5％氢氧化钠溶液浸泡 12h，然后用大量去离子水洗 至中性，于 105oC烘箱中烘干备用。 1．2．2 ZrO，一颗粒活性炭制备 2016年7月8日收到 国家自然科学基金 、 经预处理后 的颗粒活性炭 (Granularactivated 广西民族大学人才引进