印染废水是纺织工业污染最严重的废水。其排放量占工业废水总排放量的10%以上。它具有色度高、有机物浓度高、成分复杂、生物降解困难等特点。它是目前最重要的水污染源之一。吸附法因其操作简单、成本低、处理效果好而被认为是印染废水处理中最有效的处理方法之一。活性炭具有内部间隙结构发达、比表面积大、物理化学性质稳定等特点，广泛应用于印染废水的处理。目前，对活性炭吸附印染废水的研究较多，主要针对个别染料的吸附性能和机制。活性炭对各种染料吸附过程中的共性和差异研究不够全面。亚甲基蓝、甲基橙、中性红三种典型染料分别采用活性炭吸附法处理，pH，从温度三个角度比较研究活性炭对三种染料的吸附行为，拟合常见热力学和动力学方程的活性炭吸附过程，深入探讨脱色机制，为活性炭吸附法对印染废水的深度处理提供一定的科学依据。1实验材料及方法1.1.重庆川东化工有限公司化学试剂厂活性炭、亚甲基蓝（AR），成都科龙化工试剂厂；甲基橙（AR），成都科龙化工试剂厂；中性红（AR），天津瑞金特化学品有限公司；实验中使用的其他试剂均为纯分析。实验仪器：UV-3100PC分光光度计；TDZ4-WS离心机；SHA-C型恒温水浴振荡器；AL104电子天平；CS101-1型电热鼓风干燥箱。1.2吸附实验1.2.1动力学在20℃，在中性条件下，准确称0.1g活性炭于250mL锥形瓶分别加入100个mL初始质量浓度为33mg/L亚甲基蓝、甲基橙、中性红溶液、密封，预设时间(30~240min）振荡、静置、离心、取上清液通过分光光度计在最大波长处测定吸光度，计算上清液溶液浓度。重复上述实验3次，其吸附量（qt）按下列公式计算。 　　式中：c0-染料溶液初始质量浓度，mg/L；ct——t始终上清液的质量浓度，mg/L；w——吸附剂的质量，g；v——染料溶液的体积，L。若吸附达到平衡，ct当吸附平衡时，溶液中染料的浓度ce，mg/L；相应的吸附量为qe，mg/g。每种染料的吸附平衡时间根据活性炭对三组染料的吸附量确定。1.2.2热力学在20℃，在中性条件下，称0.1g活性炭于250mL锥形瓶分别加入100个mL亚甲基蓝、甲基橙、中性红溶液(55~275mg/L），密封振荡至染料平衡时间，静置离心后测量清液浓度。计算活性炭吸附每组染料的吸附量。1.2.3.吸附性能准确.1g活性炭于250mL锥形瓶分别加入100个mL初始质量浓度为55mg/L不同的亚甲基蓝、甲基橙、中性红溶液pH(1~11)不同温度(15~40℃）下振荡至染料平衡时间，静置离心后测量清液溶液浓度。计算活性炭吸附每组染料的吸附量。2结果与讨论2.1活性炭对染料的吸附特性2.1.活性炭对不同染料的初始质量浓度为33mg/L亚甲基蓝、甲基橙、中性红溶液、活性炭吸附与吸附时间的关系如图1所示。 　　从图1可以看出，在吸附的初始阶段，吸附量迅速增加。随着吸附时间的延长，瞬时吸附率逐渐降低，活性炭吸附量达到一定时间后处于动态平衡状态。分析认为，在吸附的初始阶段，活性炭周围的染料分子被活性炭吸附，使该区域的染料分子浓度较低，与周围的染料溶液分子形成浓度梯度。浓度梯度的形成使高浓度区域的染料分子迅速扩散到活性炭中，具有吸附优势。随着浓度梯度的降低，吸附速度逐渐降低，染料分子的热动能逐渐克服活性炭的重力 　　此时，吸附减弱，解吸增强，最终达到吸附与解吸的动态平衡。 　　在相同的初始浓度下，活性炭对亚甲基蓝的平衡吸附量最大。高国龙用废布活性炭吸附酸蓝62和活性亮蓝KN-R两种染料认为吸附与染料的相对分子质量有关。在作者的研究中，三种染料的相对分子质量差异不大，表明相对分子质量不是影响吸附的唯一因素。当染料分子尺寸相同时，可能与活性炭的孔结构和染料的几何形状有关。此外，在60岁min亚甲基蓝的脱色率可达97.65%，而在120min甲基橙和中性红的脱色率分别为96.06%和96.24%活性炭能在短时间内快速吸附亚甲基蓝，这与活性炭与染料分子的亲和力有关。 　　2.1.2pH对活性炭吸附不同染料的初始质量浓度为55mg/L亚甲基蓝、甲基橙、中性红溶液、活性炭吸附和pH如图2所示。图2可见，当pH=5时，活性炭最大限度地吸附各种染料。pH随着活性炭对三种染料的吸附，活性炭对甲基橙和中性红染料的吸附量显著下降，活性炭对甲基橙和中性红染料的吸附量较大pH下一步又回升了。pH接下来，活性炭带来的电荷和电荷与三种染料不同，低pH其次，活性炭主要以正电荷为主，染料主要以阳离子的形式存在，染料与活性炭之间存在静电斥力H+吸附剂表面的活性点与染料分子竞争。pH随着活性炭的增加，活性炭的电荷逐渐从正电荷转为负电荷，通过静电引力结合更多的染料分子。 　　对于各种染料溶液，当pH当大于其解离常数时，染料主要以阴离子的形式存在，活性炭与染料之间的静电排斥阻碍了吸附，导致吸附减少。pH>10时，甲基橙和中性红染料的吸附会恢复，可能是由于高pH使活性炭孔结构疏松膨胀，增加孔隙率，增加传质能力，增加吸附率。亚甲基蓝，pH随着吸附量的不断增加，吸附量继续下降，说明高pH其与活性炭的静电斥力仍占主导地位。 　　2.1.温度对吸附的影响 　　初始质量浓度为55mg/L亚甲基蓝、甲基橙、中性红溶液、活性炭吸附与温度的关系如图3所示。 　　从图3可以看出，当温度较低时，随着温度的升高，吸附量逐渐增加，但当温度达到一定值时，吸附量降低，吸附现象出现。15~30中性红染料℃当温度升至35时，活性炭吸附量呈下降趋势℃随着温度的不断升高，吸附量突然增加，吸附量迅速下降。根据分析，当温度较低时，染料分子的热运动能较低，与活性炭碰撞的几率降低。随着温度的升高，染料分子的热运动得到了促进，活性炭吸附染料分子的概率也增加了。然而，当温度过高时，分子的热运动过于激烈，活性炭对染料分子的解吸率大于吸附率，最终导致吸附量随温度的升高而下降。此外，活性炭孔结构与温度密切相关。随着温度的升高，由于热膨胀和冷收缩效应，孔结构会增加。此时，随着温度的升高，活性炭对染料分子的吸附会增加。当温度过高时，孔结构会因膨胀而坍塌，但孔隙会变小，最终导致吸附减少。这也解释了qe～T曲线中活性炭的吸附量在一定温度下会达到最大，而在吸附过程中，由于吸附-解吸的作用，曲线有很多拐点。2.22活性炭吸附染料的热力学和动力学.2.1染料废水的热吸附模型常用于描述活性炭对染料的吸附等温线模型，如型(2)、型(3)所示。Langmuir吸附模型表达式： 　　Freundlich吸附模型表达式： 　　式中：b——Langmuir平衡常数； 　　qm——吸附剂的最大吸附量，mg/g； 　　n——强度系数； 　　kF——Freundlich平衡常数。 　　根据Freundlich和Langmuir通过直线斜率和截距计，吸附等温方程线性拟合染料的等温吸附数据