煤基聚苯胺吸附苯酚废水研究：性能与机制

该研究探讨了煤基聚苯胺对苯酚废水的吸附性能和机理，旨在解决水体中的苯酚污染问题。通过高能球磨法制备褐煤煤粉合成煤基聚苯胺，并利用扫描电镜和傅里叶变换红外光谱等技术分析其结构。对比原煤粉，煤基聚苯胺具有更优的孔结构和分布，能提高吸附容量。在pH=4的酸性环境中，煤基聚苯胺对苯酚的去除率达到45.32%，优于原煤粉的22.74%。最佳吸附剂量为1 g/L时，去除率和饱和吸附量分别为45.32%和32.52 mg/g。吸附过程符合Lagergren二级吸附动力学模型和Freundlich吸附等温模型，显示其良好的吸附性能。煤基聚苯胺制备简便，原料易得，有工业化应用前景。 本文详细研究了煤基聚苯胺作为吸附剂对苯酚废水处理的潜力。首先，通过高能球磨技术将褐煤转化为煤基聚苯胺，这一步骤旨在改变材料的微观结构，以增强其吸附性能。采用扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等现代分析手段，对原煤粉和煤基聚苯胺的表面特性和化学结构进行了深入剖析。结果表明，煤基聚苯胺具有更多的中孔和微孔，这些孔隙结构有助于增加苯酚分子的接触面积，从而提高吸附效率。 在实际应用中，废水的pH值对吸附效果有显著影响。实验发现，在酸性条件下（pH=4），煤基聚苯胺对苯酚的吸附能力最强，去除率高达45.32%，而未经改性的褐煤粉去除率仅为22.74%。这可能是因为在酸性环境中，苯酚的离子化状态有利于与聚苯胺的吸附作用。 为了优化吸附条件，研究还探讨了不同剂量煤基聚苯胺对苯酚去除率的影响。结果显示，1 g/L的添加量是最佳选择，此时的去除率和饱和吸附量分别为45.32%和32.52 mg/g，这意味着在单位质量的吸附剂上，可以吸附相当数量的苯酚分子。 此外，通过比较吸附数据与Lagergren二级吸附动力学模型和Freundlich吸附等温模型的拟合程度，研究者进一步揭示了吸附过程的动力学特征和热力学行为。这两个模型的适用性表明，苯酚在煤基聚苯胺上的吸附过程既符合化学吸附的特点，也反映了物理吸附的部分特性。 煤基聚苯胺是一种有效的苯酚废水处理吸附剂，其优良的吸附性能和简单的制备方法使其具有广阔的应用前景。考虑到原料的易得性和成本效益，这种新型吸附材料有望在工业废水处理领域得到实际应用，为解决环境中的苯酚污染问题提供一种经济且高效的解决方案。