中国环境科学

作者：宋永伟, 罗浩伟, 杨俊, 郭泽浩, 王鹤茹, 申祖武

单位：1. 中南财经政法大学环境科学与工程系, 湖北 武汉 430073;2. 中南财经政法大学环境管理与政策研究所, 湖北 武汉 430073;3. 中南财经政法大学安全与环境实验中心, 湖北 武汉 430073;4. 中南财经政法大学现代技术融合与工程创新研究中心, 湖北 武汉 430073

关键词：Box-Behnken设计,优化制备,柚皮基生物炭,亚甲基蓝,吸附

基金：国家自然科学基金资助项目(21906183);中南财经政法大学中央高校基本科研业务费专项资金(2722023DK054;2722023DK061)

以柚子皮为非传统前驱体,采用ZnCl2一步炭化-活化法制备柚皮基生物炭(PPBC).通过Box-Behnken设计(BBD)研究了活化温度(x1)、浸渍比(x2)、活化时间(x3)三个关键制备变量对PPBC亚甲基蓝吸附值的影响.结果表明,影响亚甲基蓝吸附值的单因素显著性为x3> x1 > x2,交互项显著性为x1x3> x2x3(x1x2项影响不显著).在活化温度924℃、浸渍比4、活化时间133min的最佳制备条件下,模型预测的亚甲基蓝最大吸附值为216.80mg/g,实验值为215.69mg/g(超过国家木质净水用活性炭一级品标准135mg/g),两者吻合程度较好,说明构建的响应面模型可以很好地优化PPBC制备工艺.此外,利用BET、SEM、FTIR等分析了最佳条件下制备PPBC的理化性质并探究了其对亚甲基蓝的吸附机理.PPBC表面含有丰富且不均匀的纳米级孔隙,比表面积高达1222.40m2/g,其对亚甲基蓝的吸附主要通过孔隙填充、静电作用、π-π堆积相互作用及氢键的协同作用.PPBC具有作为生物质吸附剂处理亚甲基蓝染料废水的潜力.

来源：2023年第12期

《中国环境科学》期刊编辑部

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