關(guān)愛(ài)民等

摘要[目的] 研究酵母球吸附水中對(duì)硝基苯胺的吸附熱力學(xué)特征。[方法]測(cè)定pH、溫度以及酵母空心球的用量對(duì)對(duì)硝基苯胺吸附行為的影響。[結(jié)果] 溫度對(duì)硝基苯胺的平衡吸附量的影響不大，在小范圍隨溫度的升高而降低。pH在2.0～8.0范圍內(nèi)，對(duì)硝基苯胺都有較高的吸附量。酵母球用量對(duì)對(duì)硝基苯胺的吸附在一定范圍內(nèi)呈正比，直至達(dá)到飽和。對(duì)硝基苯胺在酵母空心球上的吸附等溫線都能很好地利用Freundlich方程進(jìn)行擬合，吸附為放熱反應(yīng)且為優(yōu)惠型吸附，其吸附行為為自發(fā)、放熱的熵減少過(guò)程。[結(jié)論]空心球表面有大量的親水性和疏水性基團(tuán)。它的兩親屬性和特定的化學(xué)官能團(tuán)表明，它是一種潛在的優(yōu)秀吸附劑。

關(guān)鍵詞酵母空心球；對(duì)硝基苯胺； 吸附； 吸附熱力學(xué)

中圖分類號(hào)S182文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2014）14-04169-03

Study on Adsorption Behavior of Pnitroaniline from Aqueous Solution by Amphiphilic Hollow Carbonaceou Microspheres

GUAN Aimin，WU Qiang et al （Pharmacy Academy of Henan University， Kaifeng， Henan 475004）

Abstract[Objective] The research aimed to study the adsorption behavior of Pnitroaniline from aqueous solution onto Amphiphilic carbonaceous microspheres. [Method] The effects of pH，temperature and the amount of carbonaceous microspheres on adsorption behavior were investigated. [Result] Adsorption amount and temperature had little effects，and in a small range with the temperature raise and lower. PHCSs had higher adsorption capacity as pH in the range of 2.0-8.0. PHCSs dosage on the Pnitroaniline adsorption within a certain range proportion， until it reached saturation.The adsorption isotherms of Pnitroaniline appeared to be nonlinear and obeyed to Freundlich equation very wel1. [Conclusion] The amphiphilic property and the specific chemical composition of the PHCSs made them be an excellent potential sorbent.

Key words Amphiphilic carbonaceous microspheres； Pnitroaniline； Adsorption； Adsorption thermodynamics

酵母，作為釀造工業(yè)的副產(chǎn)物，被認(rèn)為是工業(yè)有機(jī)廢棄物，已引起極大的關(guān)注。有研究表明，這些釀酒酵母細(xì)胞可以通過(guò)溫和的水熱處理形成具有可控、細(xì)殼孔隙度的碳硅質(zhì)微球（Porous hollow carbonaceous spheres，PHCSs）[1]。有趣的是，這些微球的表面覆蓋著疏水性和親水性官能團(tuán)，被賦予了兩親特性。已有研究表明，酵母具有良好地吸附性，能很好地從污水中吸附金屬鎘[2]、鉻[3]、放射性核素銫[4]以及有機(jī)污染物如苯酚[1]等，而對(duì)苯胺類有機(jī)物的吸附鮮有研究。PHCSs不僅能夠很好地分散在水中，而且能很好地分散在氯仿、甲苯等極性溶劑中。另外，酵母球表面有很多化學(xué)官能團(tuán)，如共軛的C=C雙鍵和氧取代的C=C雙鍵、羰基、羧基、羥基、醚和酯基團(tuán)等。兩親屬性和特定的化學(xué)官能團(tuán)揭示酵母可能是潛在的優(yōu)秀吸附劑。對(duì)硝基苯胺是一種重要的化工原料，又稱冰染染料大紅GG色基，主要用作偶氮染料中間體，也可用作分析試劑、醫(yī)藥中間體及用于合成染色劑黑色鹽K。它的毒性比苯胺強(qiáng)，能引起血液中毒，損害肝臟、患皮膚濕疹及皮炎等癥。

表2顯示各個(gè)不同條件下吸附焓變均為負(fù)值，表明酵母空心球?qū)?duì)硝基苯胺吸附是放熱過(guò)程，升高溫度，不利于吸附。隨著吸附量的增加，吸附焓變的絕對(duì)值降低，說(shuō)明空心球的表面是不均勻的。

42卷14期關(guān)受民等酵母球吸附水中對(duì)硝基苯胺的行為研究3 結(jié)論與討論

現(xiàn)有的對(duì)硝基苯胺類廢水治理的方法主要有萃取法、氧化還原法、生物法、粉煤灰吸附法等[11]。這些方法或多或少都存在某些不足。由于缺乏有效的治理方法，許多生產(chǎn)對(duì)硝基苯胺的廠家對(duì)母液廢水只進(jìn)行簡(jiǎn)單處理后即排入水環(huán)境中。這不僅嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，而且造成資源的浪費(fèi)，不符合當(dāng)今倡導(dǎo)的清潔生產(chǎn)與可持續(xù)發(fā)展的理念。利用釀造工業(yè)副產(chǎn)物酵母球，成本較低，具有一定的吸附能力。已有研究證明，它對(duì)環(huán)境中的污染金屬和有機(jī)污染物苯酚等具有一定的吸附作用[1]。該研究證明了酵母球?qū)?duì)硝基苯胺的吸附特性。酵母空心球在水體環(huán)境的pH范圍內(nèi)是一種很好的吸附劑，等溫吸附曲線符合Freundlich方程。對(duì)硝基苯胺在酵母空心球上的吸附量與溫度負(fù)相關(guān)。吸附反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，吸附反應(yīng)為自發(fā)的熵減小過(guò)程。在酸性、中性條件下，酵母空心球?qū)λ袑?duì)硝基苯胺的吸附效果均良好，其吸附特征表現(xiàn)為單分子層吸附。經(jīng)預(yù)處理的酵母球與新型吸附材料碳納米管在形狀和結(jié)構(gòu)上有許多相似的地方。研究結(jié)果表明，吸附對(duì)硝基苯胺的行為及影響與耿成懷等[12]所研究碳納米管吸附苯胺的行為及影響因素等結(jié)果比較接近。但是，酵母對(duì)對(duì)硝基苯胺要得到較高的吸附效果，其吸附所用時(shí)間較長(zhǎng)，要12 h之久，而適用吸附劑一般1 h就夠了，所以還需要找到更好的處理酵母的方法以滿足需要。由此可知，酵母球是未來(lái)一種潛在的優(yōu)秀吸附劑。該研究為利用酵母球?qū)τ袡C(jī)廢水的凈化處理提供理論和實(shí)踐依據(jù)。

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