双孔介孔碳的合成及其对亚甲基蓝的吸附-环境化学.pdf

第３４卷　 第 １期 环　 境　 化　 学 Ｖｏｌ． ３４，Ｎｏ． １ ２０１５年　 　 １月 ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴＡＬ ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ Ｊａｎｕａｒｙ ２０１５ ＤＯＩ：１０．７５２４／ｊ．ｉｓｓｎ．０２５４⁃６１０８．２０１５．０１．２０１４０４１４０３ 徐恩兵，李坤权，朱志强，等．双孔介孔碳的合成及其对亚甲基蓝的吸附［Ｊ］．环境化学，２０１５，３４（１）：１３７⁃１４３ ＸＵ Ｅｎｂｉｎｇ，ＬＩＫｕｎｑｕａｎ，ＺＨＵＺｈｉｑｉａｎｇ，ｅｔａｌ．Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｃａｒｂｏｎｗｉｔｈｄｕａｌ⁃ｐｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｉｒａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｍｅｔｈｙｌｅｎｅｂｌｕｅ［Ｊ］． Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０１５，３４（１）：１３７⁃１４３ 双孔介孔碳的合成及其对亚甲基蓝的吸附∗ ∗∗ 徐恩兵　 李坤权 　 朱志强　 贾佳琪　 王效华 （南京农业大学工学院农业工程江苏省重点实验室，南京，２１００３１） 摘　 要　 以三嵌段共聚物Ｆ１０８为模板剂，苯酚／ 甲醛为碳源，在中性条件下制备了平均孔径为３．１４ ｎｍ，最可 ２ －１ ３ －１ 几孔径分布为３ ｎｍ和８ｎｍ，ＢＥＴ 比表面积为１５４１ｍ·ｇ ，孔容为１．０１ｃｍ·ｇ 的双孔分布介孔碳．通过静态实 验法测定了介孔碳对亚甲基蓝的吸附特性，分析了初始浓度、溶液ｐＨ、温度对吸附量的影响，并从热力学及动 力学角度探讨了介孔碳对亚甲基蓝的吸附机理．结果表明，溶液初始浓度、溶液ｐＨ 以及温度对吸附量有较大 的影响，介孔碳对亚甲基蓝的吸附随着初始浓度、ｐＨ、温度的上升而增大，吸附为吸热反应，提高温度有利于 －１ 吸附的进行．实验制备的介孔碳对亚甲基蓝的最大吸附量为４２１ｍｇ·ｇ ，相比于普通活性炭，双孔分布介孔碳 对亚甲基蓝显示了更优的吸附性能．亚甲基蓝在介孔碳上的吸附行为符合Ｌａｎｇｍｕｉｒ 吸附等温线和Ｅｌｏｖｉｃｈ动 ０ ０ －１ 力学模型．计算得到的吸附吉布斯自由能（ΔＧ ）＜０，吸附标准焓变（ΔＨ ）＞７０ ｋＪ·ｍｏｌ ，说明亚甲基蓝在介孔 碳上的吸附是自发进行的单分子层吸热反应，且化学反应在吸附过程中发挥了重要作用． 关键词　 介孔碳，亚甲基蓝，吸附，热力学，动力学． Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓ ｃａｒｂｏｎ ｗｉｔｈ ｄｕａｌ⁃ｐｏｒｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ ｂｌｕｅ ∗∗ ＸＵＥｎｂｉｎｇ　 　 ＬＩ Ｋｕｎｑｕａｎ 　 　 ＺＨＵＺｈｉｑｉａｎｇ　 　 ＪＩＡ Ｊｉａｑｉ　 　 ＷＡＮＧＸｉａｏｈｕａ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ，２１００３１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｍｅｓｏｐｏｒｏｕｓｃａｒｂｏｎｏｆ ｄｉｐｌｏｐｏｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｍｅａｎｐｏｒｅ ｓｉｚｅｏｆ ３．１４ ｎｍ，ｔｈｅｍｏｓｔ