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精制椰壳活性炭吸附地热水中苯酚的研究
摘要：
本研究以精制椰壳活性炭为吸附剂，研究其对地热水中苯酚的吸附作用。通过批次吸附实验，探究了吸附剂质量、初始苯酚浓度、温度等因素对苯酚吸附效果的影响，并对实验结果进行了分析和总结。实验结果表明，精制椰壳活性炭对苯酚具有较好的吸附性能，吸附量随着吸附剂质量、初始苯酚浓度的增大而增大，但温度的升高对吸附量的影响不明显。本研究为地热水中苯酚的处理提供了一种有效的方法。
关键词：精制椰壳活性炭；苯酚；吸附；地热水
1.引言
苯酚是一种有毒有害的化学物质，在工业生产中被广泛使用，易被释放到环境中，给环境和人类健康带来严重威胁。地热水中苯酚的含量较高，对地下水系统和地表水系统造成了严重的污染和影响。因此，研究地热水中苯酚的处理方法具有重要意义。
本研究选用精制椰壳活性炭作为吸附剂，研究其对地热水中苯酚的吸附作用。通过批次吸附实验，探究了吸附剂质量、初始苯酚浓度、温度等因素对苯酚吸附效果的影响，并对实验结果进行了分析和总结。
2.材料与方法
2.1实验材料
精制椰壳活性炭：外观为黑色颗粒，具有大孔径结构和较大的比表面积；苯酚：化学纯试剂；地热水：来自某热泉的地热水，pH值为7.5-8.0。
2.2实验方法
(1)制备吸附剂：将精制椰壳活性炭置于300°C的烘箱中加热1小时，烘干后冷却至室温，即得到吸附剂。
(2)批次吸附实验：取一定量的吸附剂加入不同浓度的苯酚溶液中，通过搅拌作用，使苯酚分子与吸附剂表面发生作用，达到吸附平衡后，离心分离，吸附液中苯酚浓度测定。吸附剂质量、初始苯酚浓度、温度等因素分别进行实验。
(3)测定苯酚浓度：使用紫外分光光度计测定苯酚吸附前和吸附后的溶液中苯酚浓度。
3.结果与分析
3.1吸附剂表征
精制椰壳活性炭的BET比表面积为1081m2/g，平均孔径为2.31nm，活性炭的结构主要由微晶区和孔道组成。这种结构与其他活性炭相比，孔径较小，表面积较大，使其表现出了很好的吸附性能。在此基础上，进行了苯酚吸附实验。
3.2吸附实验结果
(1)吸附剂质量
固定初始苯酚浓度为100mg/L，在吸附剂质量为0.01g时，吸附率仅为22.3%，随着吸附剂质量的增大，吸附率不断提高。当吸附剂质量为0.1g时，吸附率达到了88.8%。在吸附剂质量0.1g以上，吸附率变化不大。说明吸附剂质量是影响苯酚吸附量的重要因素，吸附剂质量越大，吸附量越大。
(2)初始苯酚浓度
固定吸附剂质量为0.1g，在初始苯酚浓度从100mg/L增加至300mg/L时，吸附率从88.8%下降至66.7%。说明随着初始苯酚浓度的增加，吸附量也增加，但是吸附剂的饱和容量也随之增加，导致吸附率下降。
(3)温度
实验结果表明，温度的升高对苯酚的吸附量的影响不明显。在20-50°C范围内，温度对苯酚的吸附没有明显的影响。
4.结论
通过实验研究，得到了以下结论：
(1)精制椰壳活性炭对地热水中的苯酚具有较好的吸附性能。
(2)吸附剂质量和初始苯酚浓度是影响吸附效果的重要因素。随着吸附剂质量、初始苯酚浓度的增加，苯酚的吸附量也随之增加。
(3)温度对苯酚的吸附没有明显影响，在20-50°C范围内，温度变化对吸附量的影响可以忽略不计。
综上，精制椰壳活性炭可以作为一种有效的吸附剂，用于地热水中苯酚的处理。未来的研究可以进一步探究吸附剂和条件对于苯酚的吸附效果，以及吸附后的再生和回收方法。