小麦秸秆生物质炭对印染废水吸附效果的研究

滕福康

(西北民族大学 化工学院，甘肃 兰州 730000)

染料让我们的生活变得五彩斑斓，但是随着大量的印染废水被排放到自然水域中，人们的生存和发展受到了巨大的威胁，对于此类废水的治理应该得到重视[1]。亚甲基蓝被广泛应用于印染行业[2]，吸附法是处理该类废水常用的方法之一，由于生物质炭制备方法简单、性质良好，逐渐成为人们研究的热点[3]。因此利用储量巨大的生物质资源[4]，制备吸附性能良好的生物质炭，对废水的处理具有重要意义[5]。

1 试剂与仪器

材料与试剂：试验材料小麦秸秆取自兰州市榆中县夏周围田地，三水亚甲基蓝(分析纯)、硝酸(永清县永飞化学试剂有限公司)。

仪器：真空干燥箱(型号：DZF-6030,上海精宏实验设备有限公司)、台式高温箱式电阻炉(型号：SX-G03173,天津中环电炉股份有限公司)、台式高速离心机(型号：H/T20MM,湖南赫西仪器装备有限公司)、集热式恒温加热磁力搅拌器(型号：DF101S,郑州长城科工贸有限公司)、UV2000紫外可见分光光度计。

2 实验部分

2.1 生物质炭的制备

图1 生物质炭制备示意

清洗后的秸秆在100℃的真空干燥箱里干燥10 h，取出样品放入研钵中磨碎备用。将样品均匀地放入石英样品皿中，用盖子盖住，轻轻放入石英管中，再移至电阻炉中，氮气吹扫10 min，排尽反应器内空气。将电阻炉升至600℃，无氧热解2 h，样品经过去离子水清洗至中性，干燥后过100目筛备用。

2.2 生物质炭成分分析

采用范氏测定纤维素含量法对小麦秸秆生物质炭主要成分进行分析，测定结果如表1。

表1 小麦秸秆生物质主要成分测定结果

2.3 亚甲基蓝标准曲线绘制

配置50 mg/L亚甲基蓝标准溶液，分别移取0.05、1.00、2.00、3.00、4.00、5.00 mL亚甲基蓝标准溶液至50 mL容量瓶中，定容后静置备用。在λ=665 nm处测定各个溶液的吸光度值并记录，根据数据绘制标准曲线，见图2。

图2 亚甲基蓝标准曲线

2.4 生物质炭吸附实验

分别取0.05、0.10、0.20、0.30、0.40、0.50 g样品加入250 mL锥形瓶，再加入100 mL配置的标准溶液，调节温度为25℃，置于集热式恒温加热磁力搅拌器1 h，放置2 h后,经过离心，测

定吸光度，结合标准曲线和公式计算出亚甲基蓝去除率。

2.5 酸改性生物质炭吸附实验

分别称取0.05，0.10，0.20， 0.30，0.40，0.50 g生物质炭加入250 mL的锥形瓶中，按照1∶1的浸渍比，将样品浸渍在硝酸溶液中，超声波振荡8 min，赶出空隙里的空气，静置24 h，放入100℃烘箱烘干10 h。取样品进行吸附实验，测量对亚甲基蓝去除率。

3 结果与讨论

图3 生物质炭加入量与亚甲基蓝去除率关系

由图3可以看出，随着生物质炭的用量增加，亚甲基蓝的去除率也在提高，当生物质的用量达到0.4 g时，去除率为99.1%，亚甲基蓝几乎全部被吸收，表明实验制备的生物质炭吸附性能良好。另外，酸改性生物质炭的吸附性能明显提高，吸附量提高了51.7%。这可归结于经过硝酸改性后的生物质炭的孔径和含氧官能团增加，吸附能力变强的同时还能够缩短吸附路径。