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硫酸铁活化菜叶生物质炭对水中亚甲基蓝的去除研究
硫酸铁活化菜叶生物质炭对水中亚甲基蓝的去除研究
摘要：
本研究旨在探究硫酸铁活化菜叶生物质炭对水中亚甲基蓝的去除效果，并对其去除机理进行分析。实验选取了菜叶作为原料制备生物质炭，通过硫酸铁活化提高其吸附性能。研究结果表明，硫酸铁活化菜叶生物质炭对水中亚甲基蓝具有较好的去除效果，在一定的操作条件下，去除率达到90%以上。进一步的研究发现，菜叶生物质炭的高比表面积和孔隙结构对其去除亚甲基蓝具有重要影响。此外，菜叶生物质炭吸附亚甲基蓝过程符合准二级动力学模型，吸附过程受到孔隙扩散和化学吸附两种机制的共同影响。
关键词：硫酸铁；菜叶生物质炭；亚甲基蓝；去除效果；机理
1.引言
亚甲基蓝是一种广泛应用于纺织、皮革、印刷等行业的染料，但其排放会对环境和人体健康造成潜在的风险。因此，去除水中亚甲基蓝的研究日益受到关注。目前，吸附法被广泛应用于亚甲基蓝的去除，而生物质炭作为一种廉价、易得的吸附材料，具有较高的应用潜力。
2.实验方法
2.1材料准备
选取新鲜的菜叶作为原料，进行洗涤、破碎和干燥处理。将干燥的菜叶炭粉碎，并经过筛选得到颗粒大小为0.3-0.5mm的菜叶生物质炭。随后，将菜叶生物质炭和一定质量比的硫酸铁混合，并放入窑炉中进行活化处理。
2.2去除实验
将一定质量的菜叶生物质炭放入含有一定浓度亚甲基蓝的水溶液中，通过搅拌使其充分接触。在一定的时间后，取样分析亚甲基蓝的去除率。
3.结果与讨论
3.1物质表征
研究使用了扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）和比表面积仪对菜叶生物质炭进行了表征。结果显示，经过硫酸铁活化处理后，菜叶生物质炭的比表面积得到显著提高，并且孔隙结构更加发达。
3.2亚甲基蓝的去除效果
研究结果表明，硫酸铁活化菜叶生物质炭对水中亚甲基蓝具有较好的去除效果。在初始亚甲基蓝浓度为100mg/L、溶液pH为6、温度为25℃、吸附剂用量为0.1g/L的条件下，去除率可达到90%以上。
3.3去除机理分析
进一步的实验结果表明，菜叶生物质炭的高比表面积和发达的孔隙结构是其优良吸附性能的关键因素。菜叶生物质炭吸附亚甲基蓝的动力学过程符合准二级动力学模型，吸附过程受到孔隙扩散和化学吸附两种机制的共同影响。
4.结论
本研究通过硫酸铁活化菜叶生物质炭的实验，发现其对水中亚甲基蓝具有较好的去除效果。菜叶生物质炭的比表面积和孔隙结构对其去除效果起到了重要作用。此外，菜叶生物质炭对亚甲基蓝的吸附过程也符合准二级动力学模型。该研究结果对于菜叶生物质炭在水处理中的应用具有一定的指导意义，也为进一步探索其他生物质炭的吸附性能提供了参考。
参考文献：
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