骨炭对印染废水离子型有机物的吸附行为规律OA

针对印染废水离子型有机物结构复杂导致骨炭吸附行为规律不清、难以推广应用的问题,该研究以牛骨为原料热解制备骨炭,采用现代表征技术明确理化特性后,对比分析基于炭投加量、溶液初始pH值、溶液初始浓度、接触时间、溶液温度等环境条件下骨炭对离子型有机物的吸附行为规律;根据吸附前后骨炭表面元素质量分数、化学基团与晶体结构变化分析作用机制,并考察二元共存体系中骨炭的吸附性能。结果表明,骨炭介孔结构丰富,比表面积为之前的1709倍;灰分含量、电导率、pH值和阳离子交换量分别提高61.8%、79.3%、53.2%和71.8%,化学基团特征峰增强,晶体结构完整。骨炭投加量增多,离子型有机物去除率分别呈对数、线性或幂函数趋势增长;中性或碱性pH值利于吸附阳离子型有机物,三苯甲烷类去除率高达99.7%,阴离子型有机物则在酸性pH值范围去除效果较佳;吸附后三苯甲烷类在骨炭表面呈单层均匀分布,Langmuir吸附常数K_(L)分别为0.025和0.022,具有极强的稳定性;杂环、偶氮和蒽醌类为多层堆叠,Freundlich吸附常数1/n小于0.5,表现出易于吸附的特征;吸附以化学作用为主且均可自发进行;除阴离子型三苯甲烷外,吸附均为吸热、熵增反应。骨炭吸附机制主要包括孔隙填充、静电吸引、阳离子-π键、π-π相互作用、离子交换和矿物络合;二元共存体系中离子型有机物相互协同,骨炭吸附性能提升。该研究结果可为骨炭实际处理印染废水环境条件选择提供基础理论依据。