木质素基炭材料的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附机制研究

以工业残渣玉米芯木质素(CL)为原料,利用磷酸、氢氧化钾和氯化锌分别对其活化制备木质素基炭材料PA-CL、PH-CL和ZC-CL,并将其应用于废水中重金属Cr(Ⅵ)的吸附。3种活化方法对比分析表明:磷酸活化工艺简单、环保、活化温度低,对Cr(Ⅵ)的吸附效率高于氢氧化钾、氯化锌活化样品。PA-CL在Cr(Ⅵ)初始质量浓度为50 mg/L、50℃、投加量为0.05 g时,吸附5 min,Cr(Ⅵ)去除率可达79.2%,40 min时达到96.5%,吸附效果较好。采用FT-IR、SEM等手段分析PA-CL的结构及形貌,Boehm滴定法测定炭材料表面官能团数量,结果表明:磷酸根基团被引入PA-CL样品表面,使得总酸度由原料木质素的2.54 mmol/g增大到3.20 mmol/g,有利于重金属Cr(Ⅵ)的吸附。PA-CL对Cr(Ⅵ)的吸附符合反应动力学准二级模型方程,平衡吸附量(q_e)为390.625 mg/g,R~2为0.991 0;吸附等温线符合Langmuir模型,不同温度下的R~2均大于0.9,说明PA-CL对Cr(Ⅵ)的吸附为化学吸附过程占主导的单分子层吸附。