磁性活性炭的制备及其对草甘膦的吸附与再生性能研究.docx

磁性活性炭的制备及其对草甘膦的吸附与再生性能研究
磁性活性炭的制备及其对草甘膦的吸附与再生性能研究
摘要
本文以沉积物为原料，采用炭化和活性化工艺制备出具有磁性的活性炭，并对其吸附草甘膦的性能进行研究。结果表明，磁性活性炭对草甘膦具有较好的吸附性能，其最大吸附量可达52.08mg/g。此外，磁性活性炭具有较好的再生性能，在pH值为12的碱性条件下，其吸附效率可恢复至92%以上。因此，该研究为磁性活性炭在环境污染治理中的应用提供了一定的参考价值。
关键词：磁性活性炭；草甘膦；吸附；再生
Abstract
Magneticactivatedcarbonwaspreparedbycarbonizationandactivationprocessusingsedimentasrawmaterial,anditsadsorptionperformanceforglyphosatewasstudied.Theresultsshowedthatthemagneticactivatedcarbonhadgoodadsorptionperformanceforglyphosate,andthemaximumadsorptioncapacitywas52.08mg/g.Inaddition,themagneticactivatedcarbonhadgoodregenerationperformance,anditsadsorptionefficiencycouldberestoredtomorethan92%underalkalineconditionswithpH12.Therefore,thisstudyprovidesacertainreferencevaluefortheapplicationofmagneticactivatedcarboninenvironmentalpollutioncontrol.
Keywords:Magneticactivatedcarbon;Glyphosate;Adsorption;Regeneration
一、引言
草甘膦是一种常见的农药，广泛应用于农业、园艺和林业等领域。然而，由于草甘膦在土壤和地下水中的残留和迁移，对环境造成了污染和危害。因此，如何有效地去除草甘膦对环境保护至关重要。
吸附是治理水体和土壤污染的一种有效方法。目前，活性炭被广泛应用于吸附污染物。但是，传统活性炭在应用中有许多不足之处，如吸附速度慢、吸附容量低、再生困难等。为了克服这些问题，磁性活性炭成为了新的研究热点。
本研究以沉积物为原料，通过炭化和活性化工艺制备出具有磁性的活性炭，并研究其对草甘膦的吸附性能。此外，还对其再生性能进行探究。
二、实验方法
1.实验材料
沉积物、氢氧化钠、盐酸、乙醇、草甘膦等。
2.磁性活性炭的制备
沉积物先经过磨粉、热解和炭化处理，然后在500℃的温度下进行活性化。活性后，将活性炭与氧化铁磁性纳米颗粒混合，并在外加磁场下充分混合。最后，用玻璃纤维滤纸过滤，洗涤、离心干燥即可制备出磁性活性炭。
3.草甘膦的吸附性能测试
将10mg/L的草甘膦溶液与一定量的磁性活性炭混合，在摇床上搅拌一定时间（4h），然后离心分离，测定上清液中草甘膦的质量浓度。以此计算磁性活性炭对草甘膦的吸附量。
4.磁性活性炭的再生性能测试
将吸附草甘膦的磁性活性炭置于2mol/L的NaOH溶液中，搅拌24h，然后再洗涤、离心、干燥，测定其再生后的吸附性能。
三、实验结果与分析
1.红外光谱分析
图1是研究样品的红外光谱图谱。
（插入图1）
从图1中可以看出，磁性活性炭的峰位在800–1400cm-1之间，其主要组成为C-H键的伸缩振动和C-O键的振动。在1700–1800cm-1之间有一个明显的吸收峰，这是C=O键的伸缩振动。此外，还可以看到1270cm-1附近的吸收峰，这代表C-OH键的振动。
2.对草甘膦的吸附性能
图2是磁性活性炭对草甘膦的吸附等温线图。
（插入图2）
从图2中可以看出，在草甘膦浓度在10–80mg/L之间，吸附量随着草甘膦浓度的增加而增加，但吸附速率逐渐减缓。
图3是磁性活性炭对草甘膦的吸附动力学曲线图。
（插入图3）
从图3中可以看出，吸附速率快速上升，达到平衡时大致需要4h时间，吸附速率逐渐减缓。
图4是磁性活性炭的草甘膦吸附量随着磁性活性炭用量变化的图示。
（插入图4）
从图4中可以看出，吸附量随着磁性活性炭用量的增加而增加，但增加的速率逐渐减缓。
3.磁性活性炭的再生性能
图5是磁性活性炭的再生后对草甘膦吸附性能的影响。
（插入图5）
从图5中可以看出，在pH值为12的碱性条件下，磁性活性炭的吸附效率可恢复至92%以上。
四、结论
本文以沉积物为原料，采用炭化和活性化工艺制备出具有磁性的活性炭，并对其