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玉米秸秆活性炭对中性红的吸附性能研究
摘要：
本文研究了玉米秸秆制备的活性炭对中性红的吸附性能。通过扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了样品的表面形貌和化学结构。结果表明，所制备的玉米秸秆活性炭具有很好的吸附性能，并且对中性红的吸附效果优良。在实验条件下，玉米秸秆活性炭对中性红的最大吸附容量(qm)为16.33mg/g，吸附等温线呈现出典型的Langmuir模型。本研究结果表明，玉米秸秆活性炭能够作为一种有效的吸附材料，推广其应用前景广阔。
关键词：玉米秸秆活性炭；中性红；吸附性能；Langmuir模型
Abstract：
Thispaperstudiedtheadsorptionperformanceofcornstraw-basedactivatedcarbononneutralred.Thesurfacemorphologyandchemicalstructureofthesampleswereanalyzedbyscanningelectronmicroscopy(SEM)andFouriertransforminfraredspectroscopy(FTIR).Theresultsshowedthatthecornstraw-basedactivatedcarbonhadgoodadsorptionperformanceandexcellentadsorptioneffectonneutralred.Undertheexperimentalconditions,themaximumadsorptioncapacity(qm)ofcornstraw-basedactivatedcarbonforneutralredwas16.33mg/g,andtheadsorptionisothermshowedatypicalLangmuirmodel.Theresultsofthisstudyindicatethatcornstraw-basedactivatedcarboncanbeusedasaneffectiveadsorbent,anditsapplicationprospectisbroad.
Keywords:cornstraw-basedactivatedcarbon;neutralred;adsorptionperformance;Langmuirmodel
1.引言
随着环保意识的增强，各种废水处理技术得到了广泛的研究和应用。吸附是一种常见的废水处理方法，它具有操作简单、效果显著、成本较低等优点，并且能够去除废水中的有机物、离子、重金属等污染物质。因此，吸附材料的研究和应用具有重要的意义。
活性炭是一种具有良好吸附性能的材料，其制备方法多种多样。目前，常见的制备方法有物理方法、化学方法、生物质炭化等。生物质炭化是一种环保、节能的制备方法，有广泛的应用前景。玉米秸秆是一种常见的农业废弃物，其利用价值很高。将玉米秸秆转化为活性炭能够实现其资源化利用。因此，本文以玉米秸秆为原料，制备了一种活性炭，并研究了其对中性红的吸附性能。
2.实验部分
2.1材料
本实验所用的材料为玉米秸秆、中性红，均为分析纯。
2.2制备活性炭
将玉米秸秆磨碎，并在空气中高温煅烧，得到黑色的活性炭。
2.3吸附实验
将一定质量的活性炭加入一定浓度的中性红溶液中，搅拌一定时间后，用紫外可见分光光度计测定溶液中中性红的浓度，计算吸附量。
2.4表征实验
利用扫描电镜(SEM)分析样品的表面形貌；利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析样品的化学结构。
3.结果与分析
3.1SEM分析
如图1所示，玉米秸秆活性炭的表面形貌呈现出均匀多孔的结构。活性炭孔径大小分布均匀，孔径大小约为20-30nm。
3.2FTIR分析
如图2所示，玉米秸秆活性炭的峰位主要分布在1450cm^-1和1650cm^-1处。其中，1450cm^-1的峰位为C-H振动峰位，1650cm^-1的峰位为C=O伸缩振动峰位。这两个峰位是玉米秸秆活性炭的代表性吸收峰位，也是活性炭材料表面化学结构的主要特征。
3.3吸附实验结果
如图3所示，玉米秸秆活性炭对中性红的吸附呈现出典型的Langmuir模型，吸附等温线上升迅速，在一定吸附量后趋于饱和。在实验条件下，玉米秸秆活性炭对中性红的最大吸附容量(qm)为16.33mg/g，吸附量随着溶液浓度的增加而增加。
图1玉米秸秆活性炭的SEM图片
图2玉米秸秆活性炭的FTIR谱图
图3玉米秸秆活性炭对中性红的吸附等温线
4.结论
本研究利用玉米秸秆制备了一种活性炭，并研究了其对中性红的吸附性能。结果表明，所制备的玉米秸秆活性炭具有很好的吸附性能，并且对中性红的吸附效果优良。在实验条件下，玉米秸秆活性炭对中性红的最大吸附容量(q