摘要: 由于印染产业的高速发展，我国现已成为全球染料生产量最多的国家。与此同时，有机染料废水的排放不但会对生活环境产生很大的危害，而且通过人类的生产活动和社会活动，也会对自身健康产生一定的威胁。目前针对于水环境中的有机染料去除问题，被人们... 展开 由于印染产业的高速发展，我国现已成为全球染料生产量最多的国家。与此同时，有机染料废水的排放不但会对生活环境产生很大的危害，而且通过人类的生产活动和社会活动，也会对自身健康产生一定的威胁。目前针对于水环境中的有机染料去除问题，被人们普遍接受并应用的方法主要是吸附法，而生物炭在众多吸附剂中由于其来源广泛、制备方法简单、价格成本低廉、吸附性能优良等优势备受水污染修复工作的青睐。 本文选择邯郸地区的农业废弃物——辣椒废弃秸秆作为原始生物材料，以制取生物炭，并对最优炭使用碱和氯化锌改性。利用多种方法进行表征。在控制不同环境因素条件下，分别去除溶液中的酸性染料考马斯亮蓝（CBB）和碱性染料孔雀石绿（MG），全面考察了各种生物炭对不同类型有机染料的吸附性能，并对吸收机制展开了研究，主要的研究内容和结论包括： （1）在不同热解温度下制备原始生物炭PC400、PC550、PC700；使用NaOH对生物炭进行改性，得到改性炭PC-1M、PC-2M、PC-4M；使用ZnCl2溶液对秸秆进行改性，在最优热解温度下制备改性炭PC-0.5L、PC-1L、PC-2L。 （2）通过多种手段进行表征分析。PC700的生物炭比表面积更大，两种改性方法都能扩大比表面积，使得炭孔隙更为发达；碱改性可以提高表面官能团的种类和数量；碱改性不会改变生物炭晶体结构，但氯化锌改性后会使得生物炭转换为复合生物炭材料。 （3）通过单因素优化实验可以得出结论，生物炭对CBB的吸附中，在炭投加量为3g/L，溶液pH为5，120min时达到吸附平衡；对于MG来说，在炭投加量为1g/L，溶液pH为4，60min时达到吸附平衡，其中PC700的吸附能力最强。碱改性炭及氯化锌改性炭对CBB的吸附中，在炭投加量为1.5g/L，使用碱改性生物炭调节pH为4，使用氯化锌改性炭调节pH为5的情况下，60min时达到吸附平衡；对于MG来说，在炭投加量为1g/L，溶液pH为4，60min时达到吸附平衡。其中，PC-2M与PC-2L的吸附性能最佳。 （4）伪二级动力学，可以很好的说明各种生物炭对不同类型有机染料的吸附过程，这也表明了该过程是在物理吸附与化学吸附的双重影响下完成的。吸附等温模型的拟合结果更加符合Langmuir模型，且PC700、PC-2M和PC-2L三种优势炭对CBB的最大吸附量Qm分别为20.51mg/g、48.54mg/g和58.48mg/g，对MG的最大吸附量Qm分别为175.44mg/g、714.28mg/g和833.33mg/g。 （5）根据吸附实验结果和拟合参数分析得知，生物炭与有机染料的吸附机理，主要是以孔隙吸附、π-π电子供体受体相互作用以及静电吸引的方式进行吸附，同时还可能存在氢键的作用。 收起