Page 185 - 《精细化工》2023年第1期

第 40 卷第 1 期 精 细 化 工 Vol.40, No.1
20 23 年 1 月 FINE CHEMICALS Jan. 2023

水处理技术与环境保护
木焦油基活性炭的制备及其对亚甲基蓝的吸附性能

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吴连永 ，张大琴 ，贾志刚 1,2* ，李 敏 ，韩 聪 ，昌 锐
（1. 安徽工业大学 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 243002；2. 安徽工
业大学 化学与化工学院，安徽 马鞍山 243002）
摘要：以甲醛化处理后的木焦油为前体，通过炭化-活化法制得了木焦油基活性炭（WAC）。利用 FTIR、比表面
积和孔结构分析仪、XPS、SEM 以及 XRD 对 WAC 的结构进行了表征。以制备的 WAC 为吸附剂，考察了其对
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模拟废水中亚甲基蓝（MB）的吸附性能。结果表明，制备的多孔活性炭 WAC 比表面积可达 1373 m /g，表面含
有丰富的含氧官能团。WAC 对 MB 具有良好的吸附性能，准二级动力学模型能更准确地描述 WAC 吸附 MB 的
过程。吸附等温线更符合 Langmuir 等温吸附模型。WAC 对 MB 的最大吸附容量可达 559 mg/g。热力学分析表
明，MB 在 WAC 上的吸附是放热和自发的。
关键词：木焦油；活性炭；吸附；亚甲基蓝；生物质；水处理技术
中图分类号：TQ424.1 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2023) 01-0177-08

Preparation of activated carbon derived from wood tar and its
adsorption performance towards methylene blue

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WU Lianyong , ZHANG Daqin , JIA Zhigang 1,2* , LI Min , HAN Cong , CHANG Rui
（1. Anhui University of Technology, Engineering Research Center of Biofilm Water Purification and Utilization
Technology of Ministry of Education, Ma'anshan 243002, Anhui, China; 2. School of Chemistry and Chemical
Engineering, Anhui University of Technology, Ma'anshan 243002, Anhui, China）
Abstract: Wood tar based activated carbon (WAC) was prepared from formaldehyde-treated wood tar via
carbonization-activation method. The WAC obtained was then characterized by FTIR, surface area and pore
structure analyzer, XPS, SEM and XRD for structural analysis, followed by investigation on its adsorption
performance towards methylene blue (MB) in simulated water. The results showed that the WAC with
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surface rich in oxygen-containing functional groups, displayed a specific surface area as high as 1373 m /g.
Moreover, WAC showed good adsorption performance for MB, with the maximum adsorption capacity up
to 559 mg/g. The adsorption kinetics fitted to the quasi-second-order kinetic model, while the adsorption
isotherm was more consistent with Langmuir adsorption isotherm model. Thermodynamic analysis revealed
that the adsorption was exothermic and spontaneous.
Key words: wood tar; activated carbon; adsorption; methylene blue; biomass; water treatment technology

生物质热解是生物质高效利用的重要方法。木 接排放将造成严重的环境污染。
焦油（WT）是木质生物质材料高温裂解产物 [1-2] 。 木焦油来源广泛，具有含氧量高、热值低、酸
其外观为深褐色的黏稠状液体，有刺激气味，主要 性强、热稳定性差等特点 [4-5] ，是一种潜在的化工原
包括酚类、酮类、醇类、醛类、酸类、酯类和烃类 料和液体燃料来源。目前，木焦油主要还是作为生
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等多种有机化合物 ，属于典型的高危污染物，直 物质热解生产过程中的一种污染物进行脱除与处

收稿日期：2022-04-08; 定用日期：2022-09-22; DOI: 10.13550/j.jxhg.20220327
基金项目：安徽工业大学生物膜法水质净化及利用技术教育部工程研究中心开放基金（BWPU2022KF02）；国家自然科学基金
（20907001）；安徽省大学生创新训练项目（S202010360213, 2021030Y）
作者简介：吴连永（1996—），男，硕士生，E-mail：1029628380@qq.com。联系人：贾志刚（1977—），男，教授，E-mail：zjchemyue@
126.com。