响应曲面法优化木薯酒精污泥基活性炭制备及对没食子酸的吸附性能

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张智霖¹，丁磊^1,2*，周强¹，余剑¹，郭昌进¹，张德伟^2,3

1. 安徽工业大学建筑工程学院，安徽马鞍山243032
2. 生物膜法水质净化及利用技术教育部工程研究中心，安徽马鞍山243032
3. 安徽华骐环保科技股份有限公司，安徽马鞍山243071

收稿日期:2020-06-28修回日期:2020-09-01出版日期:2021-07-28发布日期:2021-07-27
通讯作者:丁磊

基金资助:基于燃料沉积演化机制的火烧油层启动与控制;安徽省高校优秀拔尖人才培育项目

Optimization of preparation of cassava alcohol sludge-based activated carbon by response surface methodology and its adsorption properties for gallic acid

Zhilin ZHANG¹, Lei DING^1,2*, Qiang ZHOU¹, Jian YU¹, Changjin GUO¹, Dewei ZHANG^2,3

1. School of Civil Engineering and Architecture, Anhui University of Technology, Ma'anshan, Anhui 243032, China
2. Engineering Research Center of BiomembraneWater Purification and Utilization Technology, Ministry of Education, Ma'anshan,
Anhui 243032, China
3. Anhui Huaqi Environmental Protection Technology Co. Ltd., Ma'anshan, Anhui 243071, China

Received:2020-06-28Revised:2020-09-01Online:2021-07-28Published:2021-07-27

摘要/Abstract

摘要： 以木薯酒精厂生产过程中产生的脱水污泥为原料，采用响应曲面法 Box-Behnken模型优化了木薯酒精污泥基活性炭的制备工艺，同时对最优成品进行一系列表征分析，并将其应用于没食子酸废水的处理研究。活性炭的最优制备条件为活化温度489℃，浸渍时间14 h，活化时间51 min，氯化锌浓度21.53%，该条件下样品的碘吸附值达521.64 mg/g。表征分析显示其表面布有众多孔壁较薄、大小不一的孔洞，金属含量较小，BET比表面积达441.86 m2/g，平均孔径为2.50 nm，拥有丰富的微孔结构，表面富有较多的含氧官能团。考察了活性炭投加量、pH、接触时间、溶液温度对样品去除水中没食子酸的影响。结果表明，样品能够高效去除没食子酸，且随着投加量的增加和pH值降低，没食子酸的去除率呈增长趋势。木薯酒精污泥基活性炭对没食子酸的吸附符合pseudo second-order动力学模型和Freundlich等温模型，最大吸附量为126.72 mg/g。扩散机理显示除颗粒内扩散外也包含液膜扩散过程。热力学分析表明该吸附反应是自发进行的吸热且熵增的过程。本研究将为制备高性能污泥活性炭并应用于高浓度天然有机物废水处理提供理论基础。

引用本文

张智霖丁磊周强余剑郭昌进张德伟. 响应曲面法优化木薯酒精污泥基活性炭制备及对没食子酸的吸附性能[J]. 过程工程学报, 2021, 21(7): 794-806.
Zhilin ZHANG Lei DING Qiang ZHOU Jian YU Changjin GUO Dewei ZHANG. Optimization of preparation of cassava alcohol sludge-based activated carbon by response surface methodology and its adsorption properties for gallic acid[J]. The Chinese Journal of Process Engineering, 2021, 21(7): 794-806.

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参考文献

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