废弃豆渣派生多孔碳对橙黄G的吸附性能与机制

以天然生物质废弃物(豆渣)为原材料,以碳酸钾为活化剂,采用一步碳化活化法制备豆渣派生多孔碳(soybean residue-derived porous carbon,SPC)-K。随后通过控制变量法,系统研究吸附剂种类、初始浓度和温度、投加量和时间等因素对SPC-K吸附橙黄G效果的影响,并通过表征分析探讨相关的吸附机制。结果表明,经碳酸钾活化得到的SPC-K对橙黄G的吸附性能优于经磷酸处理得到的SPC-P和未经处理得到的SPC;SPC-K对橙黄G的吸附量随着橙黄G浓度的增大而增加,温度的升高有利于吸附的进行,25℃下SPC-K对橙黄G的吸附量最高可达1 606 mg/g;吸附率随着SPC-K投加量的增加而增大,吸附的最优pH值为3,吸附2 h后基本可以达到吸附平衡。利用扫描电镜(SEM)、比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)对SPC-K吸附橙黄G前后的形貌结构进行表征,结果证实,SPC-K为具有片状结构的无定型多孔碳,比表面积为1 247.3 m~2/g,孔体积为0.75 cm~3/g,且表面含有羟基和羧基等含氧官能团,并提出SPC-K对橙黄G的主要吸附包括孔隙吸附和含氧官能团的化学吸附。