全 文 :第 27 卷 第 1 期
2014 年 1 月
环 境 科 学 研 究
Research of Environmental Sciences
Vol. 27,No. 1
Jan.,2014
刘斌,顾洁,屠扬艳,等.梧桐叶活性炭对不同极性酚类物质的吸附[J].环境科学研究,2014,27(1) :92-98.
LIU Bin,GU Jie,TU Yangyan,et al. Adsorption property of activated carbon from leaves of phoenix tree on different polarity phenols[J]. Research of
Environmental Sciences,2014,27(1) :92-98.
收稿日期: 2013 - 06 - 13 修订日期: 2013 - 09 - 13
基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973)项目(2010CB732205) ;
国家科技支撑计划项目(2012BAD30BOO) ;国家林业公益
性行业科研专项(201304611)
作者简介: 刘斌(1989 -) ,男,内蒙古呼和浩特人,liubin_nj@163. com.
* 责任作者,周建斌(1965 -) ,男,江西吉安人,教授,博士,博导,主要
从事炭材料及生物质能源研究,zhoujianbin@ njfu. com. cn
梧桐叶活性炭对不同极性酚类物质的吸附
刘 斌1,顾 洁2,屠扬艳1,周建斌2*
1.南京林业大学化学工程学院,江苏 南京 210037
2.南京林业大学材料科学与工程学院,江苏 南京 210037
摘要: 以梧桐枯叶为原料、磷酸为活化剂制备活性炭,研究了不同浸渍比、活化温度、活化时间对活性炭孔结构和表面化学性质
的影响. 通过 XRD(X射线衍射)、BET比表面积、红外图谱、XPS(X射线光电子能谱)等对梧桐叶活性炭进行表征,并对其表面
零电荷点(pHpzc)进行了测定,从热力学的角度研究了梧桐叶活性炭对水溶液中不同极性酚类物质的吸附行为. 结果表明,梧桐
叶活性炭制备的最佳工艺条件为:浸渍比(质量比)为 3∶ 1,活化温度为 450 ℃,活化时间为 2. 5 h. 浸渍比增大、活化温度升高和
活化时间的延长,都有利于增加活性炭表面极性;活性炭的极性表面对酚类物质的吸附有重要影响,梧桐叶活性炭对苯酚、邻硝
基苯酚和对硝基苯酚的吸附量分别达到 79. 2、93. 9 和 95. 8 mgg. 热力学研究表明,梧桐叶活性炭对不同极性酚类物质的吸附符
合 Frenundlich等温吸附方程,并且是一个自发的放热过程,其吸附焓变、吸附熵变、吸附自由能变均小于零.
关键词: 活性炭;苯酚;邻硝基苯酚;对硝基苯酚;热力学
中图分类号: X703. 1 文章编号: 1001 - 6929(2014)01 - 0092 - 07
文献标志码: A DOI:10. 13198j. issn 1001-6929. 2014. 01. 14
Adsorption Property of Activated Carbon from Leaves of Phoenix Tree on
Different Polarity Phenols
LIU Bin1,GU Jie2,TU Yang-yan1,ZHOU Jian-bin2
1. College of Chemical Engineer,Nanjing Forestry University,Nanjing 210037,China
2. College of Materials Science and Engineering,Nanjing Forestry University,Nanjing 210037,China
Abstract:The activated carbons from phoenix tree leaves were prepared by chemical activation with phosphoric acid. The influence of the
impregnation ratio,activation temperature and activation time of the activated carbon on the pore structure and surface chemical properities
were investigated. The activated carbon was analyzed using XRD,BET,FR-IR and XPS,and the surface point of zero charge (pHpzc)
was measured. The thermodynamic parameters for the adsorption of phenols of differert polarity in aqueous solution by phoenix tree leaves
activated carbon were also studied. The results showed that the best activated carbon was obtained under the conditions with the ration of
3∶ 1 (mm)phosphoric acid to phoenix tree leaves,450 ℃ activation temperature and 2. 5 h activation time. It would be helpful to
increase the activated carbon surface polarity with high impregnation ratio,high activation temperature and long activation time. The polar
surface of activated carbon grealy influenced on adsorption characteristics of phenols,and the adsorption of phenol,o-nitrophenol and
p-nitrophenol reached the values of 79. 2,93. 9 and 95. 8 mgg,respectively. The thermodynamic results showed that the adsorption of
different polarity phenols obeyed the Frenundlich isotherm model. The adsorption entrophy,entropy and Gibbs free energy were less then
zero,and this is indicated the presence of an exothermic and spontaneous adsorption.
Key words:activated carbon;phenol;o-nitrophenol;p-nitrophenol;thermodynamic
酚类物质是一类重要的化工产品原料,广泛用于
食品添加剂、农药、医药等的生产制备,因此在生产过
程中会有大量含酚废水产生. 苯酚及其衍生物均为
有毒物质,能够引起生物中毒[1],应尽可能将酚类物
质的污染降到最低. 酚类污染物的处理方法主要有
吸附法[2-4]、萃取法[5-6]、氧化法[7]、生物降解[8-9]等,
第 1 期 刘 斌等:梧桐叶活性炭对不同极性酚类物质的吸附
其中最为常用是吸附法. 因吸附法不引入新的污染
物、耗能低,所以在水处理中有着重要的应用[10]. 活
性炭是一种吸附性能良好的吸附剂,其吸附性能主要
由材料的物理结构及表面化学性质决定[11-12]. 近年
来,利用价格低廉且易得到的生物质资源制备活性
炭[13-15]已成为一个研究热点. 采用梧桐枯树叶制备
活性炭是废弃生物质资源的一种利用方式,并可实现
利用一种废弃生物质资源来治理环境污染的问题.
该研究以梧桐叶为原料,采用磷酸活化法制备活
性炭,研究了梧桐叶活性炭对不同极性酚类物质的吸
附热力学. 观察不同温度对吸附性能的影响,测定并
计算吸附热力学的各个参数,吸附焓变、吸附熵变、吸
附吉布斯自由能变,以期为探讨吸附机理和特性及梧
桐叶活性炭在酚类水处理领域的应用提供理论基础.
1 材料与方法
1. 1 试验药品
磷酸(AR)购于南京化学试剂有限公司;苯酚
(AR)、邻硝基苯酚(Ind)和对硝基苯酚(AR)购于国
药集团化学试剂有限公司;梧桐枯叶收集于南京林业
大学校园.
1. 2 梧桐叶活性炭的制备
称取一定质量、经 105 ℃干燥 24 h 的梧桐叶,按
不同的浸渍比(纯磷酸与枯叶的质量比)混合,浸渍
24 h. 将浸渍后的梧桐叶置于高温管式炉(OTL1200,
南大仪器厂)中,在 N2 保护下活化,冷却至室温后取
出,用 0. 1 molL 的盐酸溶液加热洗涤[16]30 min,降
低灰分含量,然后用蒸馏水洗至中性,将所制备的样
品在烘箱中干燥 24 h,制得活性炭. 其中浸渍比分别
为 1. 0、1. 5、2. 0、2. 5、3. 0,活化温度分别为 400、450、
500、550 ℃,活化时间分别为 1. 5、2. 0、2. 5、3. 0 h.
1. 3 样品的表征
比表面积采用 Q10 型比表面积及孔隙分析仪
(美国康塔公司)测定;红外光谱在 Nicolet 380 型傅
立叶红外光谱仪(美国 Thermo 公司)上测定;采用
Vario El Cube元素分析仪(德国 Elementar 公司)进
行元素测定;采用 Ultima Ⅳ型 X -射线衍射仪(日本
株式会社理学)进行 XRD(X 射线衍射);采用 Kratos
AXIS Ultra型 X射线光电子能谱仪(日本岛津)测定
XPS;采用 UV -2450 型紫外分光光度计(日本岛津)
测定吸光度;采用文献[17]的方法测定活性炭表面
的 pHpzc(零电荷点) ;活性炭的碘吸附值、亚甲基蓝吸
附值的测试方法依照 GBT 12496. 1 ~ 12496. 22—
1999《木质活性炭试验方法》进行.
1. 4 吸附试验
称取 0. 2 g 梧桐叶活性炭置于 100 mL 锥形瓶
中,分别加入 50 mL一定质量浓度、不同极性的酚溶
液,在一定温度下振荡吸附平衡、过滤后,测定滤液中
ρ(酚类物质). 采用紫外分光度计在 270 nm(苯酚)、
316. 5 nm(邻硝基苯酚)、319 nm (对硝基苯酚)下测
定对应物质的吸光度,并计算其 ρ和吸附量.
qe = C0 - C( )1 ·VW
式中:qe 为吸附量,mgg;V 为溶液体积,L;W 为活性
炭质量,g;C0 为废水 ρ(酚类物质)初始值,mgL,C1
为吸附后废水 ρ(酚类物质) ,mgL.
2 结果与讨论
2. 1 梧桐叶活性炭性能评价
该试验中在浸渍比 3. 0、活化温度 450 ℃、活化
时间 2. 5 h条件下制备的活性炭,得率为 38. 6%,灰
分(以 w计)为 3. 31% . 表明利用梧桐叶制备活性炭
是可行的. 与其他生物质资源制得的山核桃壳活性
炭[18]和稻壳活性炭[19]进行对比(见表 1)可见,梧桐
叶活性炭吸附性能较高. 比表面积是衡量活性炭质量
的重要指标,商业活性炭[20]比表面积为 400 ~ 1 000
m2 g,而梧桐叶活性炭的比表面积为 1 080. 72 m2 g.
可见其符合商业活性炭标准.
表 1 活性炭的基本指标
Table 1 Basic indicators of activated carbon mgg
样品名称 碘吸附值 亚甲基蓝吸附值
梧桐叶活性炭 910 140
山核桃壳活性炭[18] 804 102
稻壳活性炭[19] 817 117
2. 2 不同工艺条件制备的活性炭对酚类物质的吸附
2. 2. 1 浸渍比对吸附的影响
图 1、2 为活化温度 400 ℃、活化时间 2 h,不同浸
渍比条件下制得的活性炭对不同极性酚类物质的吸
附情况和活性炭比表面积变化趋势. 从图 1 可见,随
着浸渍比增大,梧桐叶活性炭对酚类物质的吸附量增
大,而且随着吸附质极性的加强吸附量增加. 当浸渍
比为 3. 0 时,吸附量达到最大. 浸渍比增加,活性炭
的 BET比表面积和微孔比表面积均增加(见图 2),
物理吸附加强;该研究采用磷酸活化法制备的活性
炭,其表面具有一定数量的极性基团[21-22],并且 pHpzc
的大小可以反映活性炭表面官能团的性质[23],随着
表面酸性含氧官能团的增多,活性炭的 pHpzc降低.各
浸渍比条件下制得的活性炭 pHpzc分别为 3. 96、3. 51、
3. 56、3. 46、2. 91,整体呈下降趋势. 这是由于随着浸
39
环 境 科 学 研 究 第 27 卷
渍比增加,磷酸氧化性加强,使得活性炭表面的极性
基团增加所致.
图 1 浸渍比对活性炭的吸附影响
Fig. 1 Effect of impregnation ratio on
adsorption of the activated carbon
图 2 浸渍比对活性炭比表面积的影响
Fig. 2 Effect of impregnation ratio on the
surface area of the activated carbon
梧桐叶活性炭对酚类物质的吸附量随着吸附质
极性的增强而增大,究其原因:①硝基为吸电基团,使
得酚羟基中氧原子电负性加强,氢原子的正电性加
强,更容易与活性炭表面的极性基团形成氢键,而且
引入的硝基中的氧也可以与活性炭表面极性基团形
成氢键,增加了氢键结合位点,吸附量增加;②邻硝基
苯酚也有相同的作用,但是由于其硝基和酚羟基的空
间位置较近,会形成一些分子内氢键,所以较对硝基
苯酚吸附量有所降低;③苯酚中酚羟基氧的电负性和
氢的正电性都比前两者低,而且没有更多形成氢键的
基团,所以比前两者吸附量有所减少. 随着浸渍比增
加,活性炭的比表面积和表面极性都增强,而酚类物
质吸附量也随之增加,这可能是物理吸附和化学吸附
共同加强的结果.
2. 2. 2 活化温度对吸附的影响
图 3、4 为浸渍比 3. 0、活化时间 2 h,不同活化温
度条件下制得的活性炭,对不同极性酚类物质的吸附
和活性炭比表面积变化趋势. 从图 3 可见,随着活化
温度的升高,梧桐叶活性炭对酚类物质吸附量增大,
而且随着酚类物质的极性加强吸附量增加,当活化温
度为 550 ℃时,吸附量达到最大. 此时,活性炭的
BET比表面积和微孔比表面积比 500 ℃时分别下降
10. 9%和 19. 8%,物理吸附下降,但活性炭对吸附质
的吸附依然很强. 各活化温度下活性炭的 pHpzc降
低,分别为 2. 91、2. 72、2. 65、2. 43,活性炭表面极性
增强,表明活化温度升高有利于增强活性炭表面的极
性,而表面极性增强有利于化学吸附,使活性炭对酚
类物质的吸附量增加,并且吸附量随着酚类物质的极
性加强而增加.
图 3 活化温度对活性炭的吸附影响
Fig. 3 Effect of activation temperature on
adsorption of the activated carbon
图 4 活化温度对活性炭比表面积的影响
Fig. 4 Effect of activation temperature on the
surface area of the activated carbon
2. 2. 3 活化时间对吸附的影响
图 5、6 为浸渍比 3. 0、活化温度 450 ℃,不同活
化时间下所得的活性炭,对不同极性酚类物质的吸附
和活性炭比表面积变化趋势. 从图 5 可见,随着活化
时间的延长活性炭对酚类物质的吸附量先增后降,在
2. 5 h时达到最大,并且吸附量随着酚类物质的极性
加强而增加. 活化时间延长至 3 h 时,梧桐叶活性炭
的 BET比表面积和微孔比表面积比 2. 5 h 时分别下
降了 7. 5%和 4. 4%,对苯酚、邻硝基苯酚和对硝基苯
酚的吸附量分别下降了 5. 2%、1. 8%和 0. 5% . 活性
49
第 1 期 刘 斌等:梧桐叶活性炭对不同极性酚类物质的吸附
炭的 pHpzc也呈下降趋势,分别为 2. 77、2. 72、2. 65、
2. 54,表明活性炭表面的极性基团随着活化时间的延
长而增强,此时物理吸附作用降低,而化学吸附作用
加强,3 种吸附质中对硝基苯酚的吸附量降幅最小,
表明梧桐叶活性炭极性表面对强极性酚的吸附作用
很强,致使对硝基苯酚吸附量下降程度最低,苯酚吸
附量下降最明显.
图 5 活化时间对活性炭的吸附影响
Fig. 5 Effect of activation time on adsorption
of the activated carbon
图 6 活化时间对活性炭比表面积的影响
Fig. 6 Effect of activation time on the surface
area of the activated carbon
2. 3 活性炭结构的表征
2. 3. 1 活性炭孔径分布
图 7 是在 77 K下通过 N2 的吸附 -脱附等温线
测得的 DFT孔径 -孔容分布. 从图 7 可见,梧桐叶活
性炭样品中,孔径为 1. 5 nm 左右的微孔占 55. 4%,
2. 0 ~ 5. 0 nm的介孔占 19. 7% .
2. 3. 2 红外图谱分析
将梧桐叶活性炭研磨成粉末,以 KBr 作载体压
片,在红外光谱仪扫描 128 次下测得,结果如图 8 所
示. 在 3 470 cm -1左右有强而宽的吸收峰,为 O—H
伸缩振动,可能是羧基、酚、醇中的羟基;1 640 cm -1
左右的峰为 C O伸缩振动吸收,可能是酮、酯基、羧
图 7 活性炭的 DFT孔径分布
Fig. 7 Pore size distribution of the activated carbon
酸中的羰基,也可能是不饱和烃类化合物 C C的伸
缩振动;1 088 cm -1为 C—O 伸缩振动吸收,可能是
醇、酯基中的碳氧键;1 400 cm -1处的羟基和 600 ~
1 000 cm -1区域内出现多个小峰,显示有芳香环的
存在.
图 8 活性炭样品的红外图谱
Fig. 8 FT-IR spctra of the activated carbon
2. 3. 3 XRD分析
图 9 为在浸渍比 3. 0、活化温度 450 ℃、活化时
间 2. 5 h条件下,制备的梧桐叶活性炭的 XRD 图谱.
由 XRD的标准 PDF卡片得知,2θ为 14. 92°、19. 62°、
26. 21°处的衍射峰为 SiF4(NH3)2;2θ为 24. 00°附近
图 9 活性炭的 XRD图谱
Fig. 9 X-ray diffraction patterns of the activated carbon
59
环 境 科 学 研 究 第 27 卷
出现强的宽衍射峰,2θ 为 45. 00°附近出现弱的衍射
宽峰,表明梧桐叶活性炭中有类石墨微晶炭结
构[24-26]存在.
2. 3. 4 活性炭表面含氧官能团的 XPS分析
梧桐叶活性炭 XPS表征结果如图 10 所示. 由图
10(a)可见,95. 0 ~ 105. 0 eV 范围内出现的峰对应
Si2p,在 280. 0 ~ 295. 0 eV 范围内出现的峰对应 C1s,
525. 0 ~ 540. 0 eV范围出现的吸收峰对应 O1s. 对这 3
个位置进行高分辨率扫描,并对 C1s峰和 O1s峰进行分
峰拟合,结果如图 10(b) (c)所示.
由图 10 和表 2 可见,对 C1s分峰拟合,存在结合
能为 284. 4 eV的类石墨微晶碳的特征峰,并且峰面
积最大,说明梧桐叶活性炭中碳元素大多以类石墨微
晶炭存在,在 285. 7、286. 8 和 289. 4 eV 分别为醇、
酚、醚的结构中的碳,羰基和醌基中的碳,羧基和酯基
中的碳. 对 O1s分峰拟合,在 531. 6、532. 7、533. 6 和
536. 2 eV分别为羰基中的氧,醇、羟基和醚中的氧,
酯基中的非羰基氧,吸附水中的氧.
最优条件下制备的梧桐叶活性炭的 w(氧)为
12. 34%,而 XPS测得的活性炭表面 10 ~ 15 nm 内氧
含量为 9. 58%,活性炭表面集中了 77. 6%氧元素,表
明活性炭表面有大量含氧官能团.
图 10 活性炭宽谱扫描和碳、氧高分辨率 XPS扫描图谱
Fig. 10 Wide scan and high resolutionXPS spectra for carbon and oxygen of the activated carbon
表 2 样品活性炭 C1s和 O1s分峰拟合结果
Table 2 XPS curves fitting results of C1s and O1s of
the activated carbon
原子种类 分峰名称 结合能eV 基团 所占比例%
CⅠ 284. 4 类石墨微晶碳 72. 3
C1s
CⅡ 285. 7 酚、醇、醚中的碳 16. 1
CⅢ 286. 8 羰基中的碳 5. 9
CⅣ 289. 4 羧基和酯基中的碳 5. 7
OⅠ 531. 6 羰基中的氧 25. 3
O1s
OⅡ 532. 7 醇、羟基、醚中的氧 39. 0
OⅢ 533. 6 酯中的非羰基氧 28. 8
OⅣ 536. 2 吸附水中的氧 6. 9
2. 4 梧桐叶活性炭对不同极性酚类物质的吸附等
温线
在温度为 298、313 和 328 K下,分别进行梧桐叶
活性炭对苯酚、邻硝基苯酚和对硝基苯酚吸附等温试
验,结果如图 11 所示.
分别用 Langmuir和 Frenundlich方程对等温线进
行拟合. Langmuir方程[27-28]线性化表达式:
Ce
qe
= 1qm·kL
+
Ce
qm
式中:Ce为吸附平衡时的浓度,mgg;qe为吸附平衡
温度K:1—298;2—313;3—328.
图 11 苯酚、邻硝基苯酚、对硝基苯酚的吸附等温线
Fig. 11 The adsorption isothermal curves of phenol,o-nitrophenol and p-nitrophenol
69
第 1 期 刘 斌等:梧桐叶活性炭对不同极性酚类物质的吸附
时的吸附量,mgg;qm 为饱和吸附量,mgg;kL 为吸附
平衡常数,Lmg.
Frenundlich方程[29-30]线性化表达式:
lg qe = lg kf +
1
n lg Ce
式中,kf 和 n均为特征常数.
采用 Langmuir 和 Freundlich 方程对试验数据进
行拟合的回归参数如表 3 所示. 由表 3 可见,
Freundlich能够更好地描述梧桐叶活性炭的吸附过程.
表 3 Langmuir和 Freundlich方程拟合结果
Table 3 Regression equations for Langmuir isotherms
and Frendilich isotherms
吸附质 温度K
Langmuir方程 Freundlich方程
kL R2 kf R2
298 0. 002 917 0. 943 5 7. 077 828 0. 995 1
苯酚 313 0. 002 313 0. 949 1 5. 290 541 0. 997 7
328 0. 002 173 0. 966 5 3. 594 181 0. 994 8
298 0. 007 608 0. 971 4 13. 463 250 0. 989 2
邻硝基苯酚 313 0. 002 326 0. 844 5 4. 773 282 0. 988 1
328 0. 003 162 0. 863 8 5. 731 522 0. 971 4
298 0. 015 166 0. 975 9 42. 695 294 0. 990 7
对硝基苯酚 313 0. 012 312 0. 980 9 33. 953 937 0. 995 3
328 0. 006 758 0. 969 3 18. 715 872 0. 994 5
2. 5 吸附热力学
运用 Vant Hoff 方程式和热力学关系[31-32]计算
温度对吸附性能的影响.
ΔG = - RTln kd (1)
ΔG = ΔH - TΔS (2)
ln kd = ΔSR - ΔH(R·T) (3)
式中:ΔG 为吸附标准吉布斯自由能变值,kJmol;R
为气体摩尔常数,取 8. 314 J(mol·K) ;T 为绝对温
度,K;Freundlich 方程可很好地描述活性炭对硝基苯
酚同分异构体的等温吸附过程,因此可以令 kd = kf;
ΔH为吸附标准焓变,kJmol;ΔS 为吸附标准熵变值,
J(mol·K).
以 ln kd 对 1T作图,按式(1)~(3)计算出 ΔH、
ΔS和 ΔG,活性炭对酚类物质吸附的热力学参数结果
见表 4. 由表 4 可见,ΔH < 0,说明该吸附是放热过
程;温度升高而吸附量减小,表明温度升高不利于吸
附的进行. ΔS < 0,说明温度升高时,溶剂引起的熵增
大于吸附质的熵减,酚类物质被吸附到活性炭上后运
动受到限制,分子间的排列变得较为有序、混乱程度
降低、自由度降低,因此活性炭吸附酚类物质是熵减
少的过程. ΔG体现了吸附驱动力,梧桐叶活性炭对
酚类物质的吸附的 ΔG < 0,表明该吸附过程是自发进
行的,随着温度的升高,ΔG 的绝对值降低,说明该吸
附过程在高温下不利于进行.
表 4 梧桐叶活性炭吸附苯酚、邻硝基苯酚和对
硝基苯酚的热力学参数
Table 4 Thermodytnamic parameters for the adsorption of phenol,
o-nitrophenol and p-nitrophenol on activated carbon
样品 TK ΔH(kJmol)ΔS〔J(mol·K)〕ΔG(kJmol)
298 - 64. 36 - 96. 28 - 35. 66
苯酚 313 - 64. 36 - 96. 28 - 34. 22
328 - 64. 36 - 96. 28 - 32. 77
298 - 23. 64 - 59. 28 - 5. 97
邻硝基苯酚 313 - 23. 64 - 59. 28 - 5. 09
328 - 23. 64 - 59. 28 - 4. 20
298 - 22. 16 - 42. 63 - 9. 46
对硝基苯酚 313 - 22. 16 - 42. 63 - 8. 82
328 - 22. 16 - 42. 63 - 8. 18
3 结论
a)梧桐叶活性炭制备的最佳工艺条件:浸渍比为
3. 0,活化温度为 450 ℃,活化时间为 2. 5 h. 该条件下
制得的活性炭比表面积达到最大,为 1 080. 72 m2 g.
b)浸渍比在 1. 0 ~ 3. 0 范围内,随着浸渍比增加
活性炭的比表面增加,表面的极性加强;活化温度升
高磷酸的氧化性加强,表面极性增强,温度高于 500
℃时不利于保持活性炭孔结构,比表面积开始下降;
活化时间延长有益于发挥磷酸的氧化性,增加活性炭
表面的极性,活化时间大于 2. 5 h 不利于活性炭孔结
构的保持,比表面积开始下降.
c)梧桐叶活性炭对不同极性的酚类物质吸附符
合 Freundlich模型,吸附过程是自发放热的过程.
d)梧桐叶活性炭对不同极性酚类物质的吸附是
物理吸附和化学吸附共同作用的结果. 温度升高不
利于物理吸附的进行,物理吸附主要受温度控制;随
着吸附质极性的增加,吸附质与活性炭表面极性基团
间更易形成氢键且结合位点增多,吸附加强;其对极
性物质的吸附主要是化学吸附控制.
参考文献( References) :
[1] 国家环境保护总局.水和废水监测分析方法[M].北京:中国环
境科学出版社,1997:407-412.
[2] MIAO Qingqing,TANG Yingmiao,XU Jing,et al. Activated carbon
prepared from soybean straw for phenol adsorption[J]. Journal of
the Taiwan Institute of Chemical Engineers,2013,44(3):458-
465.
[3] BASTAMI T R,ENTEZARI M H. Activated carbon from carrot
dross combined with magnetite nanoparaticles for the efficient
removal of p-nitrophenol from aqueous solution[J]. Chemical
Engineering Journal,2012,210:510-519.
79
环 境 科 学 研 究 第 27 卷
[4] LAZO-CANNATA J C,NIETO-MRQUEZ A,JACOBY A,et al.
Adsorption of phenol and nitrophenols by carbon nanospheres:
effect of pH and ionic strength[J]. Separation and Purification
Technology,2011,80(2) :217-224.
[5] LUAN Jinyi,PLAISIER A. Study on treatment of wastewater
containing nirtophenol compounds by liquid menbrane process[J].
J Menbr Sic,2004,229(12) :235-239.
[6] 陆嘉昂,宋慧敏,郭森,等.磷酸三丁酯络合萃取含酚废水的应
用研究[J].江苏化工,2008,36(4) :34-36.
[7] GIMENO O,CARBAJO M,BELTRN F J,et al. Phenol and
substituted phenols AOPs remediation[J]. J Hazard Mater,2009,
119(123) :99-108.
[8] BERGAUER P, FONTEYNE P A,NOLARD N, et al.
Biodegradation of phenol and phenol-related compounds by
psychrophilic and cold-tolerant alpine yeasts[J]. Chemosphere,
2005,59(7) :909-918.
[9] AFZAL M,IQBAL S,RAUF S,et al. Characteristivs of phenol
biodegradation in saline solutions by monocultures of Pseudomonas
aeruginosa and Pseudomonas pseudomallei[J]. J Hazard Mater,
2007,149(1) :60-66.
[10] ANNADURAI G,JUANG Rueyshin,LEE Duujong. Use of
cellulose-based wastes for adsorption of dye from aqueous solutions
[J]. J Hazard Mater,2002,92(3) :263-274.
[11] DAUD W M A W,HOUSHAMND A H. Textural characteristics,
surface chemistry and oxidation of activated carbon[J]. Journal of
Natural Gas Chemistry,2010,19(3) :267-279.
[12] FIGUEIREDO J L,PEREIRA M F R. The role of surface chemistry
in catalysis with carbons[J]. Catalysis Today,2010,150(12) :2-7.
[13] NCIBI M C,JEANNE-ROSE V,MAHJOUB B,et al. Preparation
and characterisation of raw chars and physically activated carbons
derived from marine Posidonia oceanica(L.)fibers[J]. J Hazard
Mater,2009,165(123) :240-249.
[14] BAGHERI N,ABEDI J. Preparation of high surface area activated
carbon from corn by chemical activation using potassium hydroxide
[J]. Chemical Engineering Research and Design,2009,87(8) :
1059-1064.
[15] YORGUN S,VURAL N,DEMIRAL H. Preparation of high-surface
area activated carbons from Paulownia wood by ZnCl2 activation
[J]. Microporous and Mesoporous Materials,2009,122(123) :
189-194.
[16] 徐绘.磷酸活化软木制备活性炭的研究[D].杨凌:西北农林科
技大学,2011:27-30.
[17] 刘宏燕.椰壳基活性炭改性及其对 Pb2 +的吸附性能研究[D].
长沙:中南大学,2010:22-23.
[18] 余筱洁,周存山,王允祥,等.山核桃壳活性炭制备及其吸附苯
胺特性[J].过程工程学报,2010,10(1):65-69.
[19] 厉悦,李湘洲,刘敏. 磷酸法稻壳基活性炭制备及表征[J]. 江
苏农业科学,2012,40(8):280-281.
[20] 王正芳,郑正,罗兴章,等. H3PO4 活化法制备互花米草活性炭
[J].环境化学,2011,30(2) :524-531.
[21] 左宋林,刘军利,杨建,等.磷酸活化法活性炭性质对亚甲基蓝
吸附能力的影响[J].林产化学与工业,2010,30(4) :1-5.
[22] YANG Ru,LIU Guoqiang,XU Xinhua,et al. Surface texture,
chemistry and adsorption properties of acid blue 9 of hemp
(Cannabis sativa L.)bast-based activated carbon fibers prepared
by phosphoric acid activation[J]. Biomass and Bioenergy,2011,35
(1) :437-445.
[23] SONG Xiaolan,LIU Hongyan,CHENG Lei,et al. Surface
modification of coconut-based activated carbon by liquid-phase
oxidation and its effects on lead ion adsorption[J]. Desalination,
2010,255(123) :78-83.
[24] 乔志军,李家俊,赵乃勤,等.高温热处理对活性炭纤维微孔及
表面性能的影响[J].新型炭材料,2004,19(1):53-56.
[25] 任爱玲,王启山,郭斌.污泥活性炭的结构特征及表面分形分析
[J].化学学报,2006,64(10):1068-1072.
[26] 孙利红,杨再福,吴馨娜. H3PO4 活化制备加拿大一枝黄花活
性炭及其性能表征[J].安全与环境工程,2011,18(1):13-17.
[27] 赵振国.吸附作用应用原理[M].北京:化学工业出版社,2005:
191-193.
[28] 刘风华,宋存义,宋永会,等.活性炭对含铜制药废水的吸附特
性[J].环境科学研究,2011,24(3):308-312.
[29] 杨军,张玉龙,杨丹,等.稻秸对 Pb2 +的吸附特性[J].环境科学
研究,2012,25(7):815-819.
[30] LI Wenhong,YUE Qinyan,GAO Baoyu,et al. Preparation and
utilization of sludge-based activated carbon for the adsorption of
dyes from aqueous solutions[J]. Chemical Engineering Journal,
2011,171(1) :320-327.
[31] SUGIHARA G,SHIGEMATSU D S,NAGADOME S,et al.
Thermodynamic study on the Langmuir adsorption of various bile
salts including taurine and glycine conjugates onto graphite in water
[J]. Langmuir,2000,16(4) :1825-1833.
[32] UZUN I,GZEL F. Kinetics and thermodynamics of the adsorption
of some dyestuffs and p-nitrophenol by chitosan and MCM-chitosan
from aqueous solution[J]. Journal of Colloid and Interface Science,
2004,274(2) :398-412.
( 责任编辑: 郑朔方)
89