秸秆及磁性秸秆吸附剂对废水中亚甲基蓝的去除行为及机理

以水稻秸秆(RS)为对象,通过化学沉淀法负载Fe_3O_4以制备秸秆负铁(RS-Fe)复合材料.同时,采用MBET、SEM、FTIR、XRD、XPS、VSM技术对RS、RS-Fe进行表征,研究了秸秆及复合材料对溶液中亚甲基蓝(MB)的去除效果,考察了固液比、溶液初始pH值对亚甲基蓝吸附效果的影响,并结合吸附动力学、吸附等温线、仪器表征及官能团封闭实验探究其作用机理.结果表明,吸附剂投加量为4.0 g·L^(-1)较合适;pH在3.0～11.0内,RS对MB去除率均在90%以上,碱性条件下有利于亚甲基蓝的高效去除.RS和RS-Fe对亚甲基蓝的吸附符合拟二级动力学模型.RS对亚甲基蓝的去除符合Langmuir模型,而RS-Fe对亚甲基蓝的去除更适合用Freundlich模型描述.FTIR、XPS和官能团封闭实验分析表明,秸秆表面官能团能在亚甲基蓝吸附过程中发挥重要作用,其中,羧基和氨基更为重要.秸秆对亚甲基蓝的吸附机理包括静电作用、氢键和π-π作用.Fe_3O_4的引入减少了秸秆官能团数量,降低了对亚甲基蓝的吸附量,但能实现快速固液分离.因此,RS具有作为亚甲基蓝染料废水吸附剂的潜力.负铁RS有利于提升固液分离效果.

磁性水稻秸秆对亚甲基蓝吸附的平衡特性及动力学研究

为磁性水稻秸秆(MRS)应用于印染废水的处理提供理论依据,采用静态吸附法考察了温度、接触时间、亚甲基蓝(MB)初始浓度、MRS用量等因素对MRS吸附MB的影响,并对其等温吸附和动力学模型进行了探讨。最后,采用扫描电镜对MRS进行了表征。结果表明,当温度为45℃、接触时间为40 min、MB初始浓度为0.05 g/L、MRS用量为0.10 g时,吸附率最高,达97.93%。MRS吸附MB的行为遵循Langmuir等温吸附模型(R^2>0.94)和准二级动力学模型(R^2>0.99),说明吸附过程以化学吸附为主,且较易发生。SEM结果显示,MRS表面发生了明显变化,且Fe_3O_4以颗粒物的形式结合于秸秆表面。因此,MRS作为一种具有良好吸附性能且能实现磁场下快速固液分离的新型吸附剂,可应用于印染废水的处理。