第43卷第 4 期2023年4月Vol.43 No.4Apr.，2023 工业水处理Industrial Water TreatmentDOI：10.19965/ki.iwt.2022-0598中药通草渣对水中亚甲基蓝吸附效能与机理的研究高雅，梁栋，常欢，何佩霖，刘新（成都医学院公共卫生学院，四川成都 610500）[ 摘要]选择中药通草残渣作为生物吸附剂，对水中亚甲基蓝染料（MB）进行吸附，探究其吸附效能和吸附机理。
采用响应面法中Box-Behnken Design，考察吸附剂投加量、pH、MB溶液初始质量浓度和吸附时间对通草残渣去除MB的影响，并对实验参数进行优化。
在最优参数组合条件下，通过实验验证其预测值和实验值符合度一致。
吸附等温线与动力学模型拟合结果显示：通草残渣对水中亚甲基蓝的吸附过程符合Langmuir模型（R2=0.997）和准二级动力学模型（R2=0.999 8），其吸附量为115.72 mg/g，表明该吸附过程以均匀的单层吸附为主，对亚甲基蓝的吸附速率受膜扩散和颗粒内扩散共同控制。
同时，该吸附过程存在Na+、K+、Ca2+的交换情况，对Cl-、SO42-的影响不明显。
表征结果显示，通草残渣吸附水溶液中的亚甲基蓝后，出现比表面积增大、孔容加深、孔径缩小、电荷强度变小、红外基团变化不大的特点，提示通草残渣对水中亚甲基蓝是以静电吸附作用为主的单层吸附类型。
［关键词］通草；中药渣；生物吸附；亚甲基蓝；响应面法［中图分类号］X703 ［文献标识码］A ［文章编号］1005-829X（2023）04-0121-09Study on adsorption efficiency and mechanism of methylene blue in water by Chinese medicine ricepaperplant pith residueGAO Ya，LIANG Dong，CHANG Huan，HE Peilin，LIU Xin（School of Public Health， Chengdu Medical College， Chengdu 610500， China）Abstract：The Chinese medicine ricepaperplant pith residue was selected as a biosorbent for the adsorption of methy⁃lene blue （MB） in water to investigate its adsorption efficacy and mechanism. The Box-Behnken Design of response surface methodology was used to investigate the effects of adsorbent dosing， pH， initial mass concentration of MB so⁃lution and adsorption time on the removal of MB， and the experimental parameters were optimized. The agreement be⁃tween the predicted and experimental values was verified experimentally under the conditions of optimal parameter combinations. The adsorption isotherm and kinetic model fitting results showed that the adsorption process of MB from water by ricepaperplant pith residue was consistent with the Langmuir model （R2=0.997） and pseudo-second kinetic model （R2=0.999 8）， and the adsorption amount was 115.72 mg/g， indicating that the adsorption process was domi⁃nated by homogeneous monolayer adsorption. The adsorption rate of MB was controlled by both membrane diffusion and intra particle diffusion. Meanwhile， the adsorption process had the exchange of Na+， K+ and Ca2+， and the effect on Cl- and SO42- was not obvious. The characterization results showed that the adsorption of MB in solution by ricepa⁃perplant pith residue showed an increase in specific surface area， deepening of pore volume， reduction in pore size，smaller charge intensity and little change in infrared groups， suggesting that the adsorption of MB in water by ricepa⁃perplant pith residue is a monolayer adsorption with mainly electrostatic adsorption effect.Key words：ricepaperplant pith；Chinese medicine residue；bioadsorption；methylene blue；response surface meth⁃odology随着印染废水排放量的增加，引起的水污染问题愈发严重。
光催化降解亚甲基蓝产物1.引言1.1 概述亚甲基蓝（Methylene Blue，MB）是一种常见的有机染料，广泛应用于医药、纺织、印刷等工业领域。
然而，亚甲基蓝的大量排放对环境和人体健康都造成了不可忽视的威胁。
因此，寻找一种环境友好且高效的降解亚甲基蓝的方法显得尤为重要。
在过去的几十年里，科学家们提出了多种降解亚甲基蓝的方法，包括生物降解、化学氧化降解和光催化降解。
其中光催化降解作为一种绿色、可持续的方法，备受关注。
光催化降解亚甲基蓝利用半导体材料在紫外光照射下产生电子-空穴对，并利用这些电子-空穴对将亚甲基蓝分解为无害的产物。
典型的半导体材料包括二氧化钛（TiO2）、锌氧化物（ZnO）等。
光催化降解亚甲基蓝的过程可分为吸附、光解和降解三个阶段。
首先，亚甲基蓝分子通过物理吸附或化学吸附方式吸附到半导体材料表面；接着，在紫外光的激发下，半导体材料中产生出电子-空穴对；最后，电子和空穴在界面上发生氧化还原反应，降解亚甲基蓝分子，并最终生成无害的氧化产物。
与传统的方法相比，光催化降解亚甲基蓝具有多种优势。
首先，光催化降解过程不需要添加昂贵的氧化剂，无需高温高压条件，降低了工艺的成本。
其次，光催化降解是一种非选择性的过程，能够同时降解多种有机污染物，具有广泛的应用前景。
此外，光催化降解还能够对水体进行氧化消毒，从而达到净化水质的目的。
然而，目前光催化降解亚甲基蓝的效率还不够高，降解产物也不够彻底，其在实际应用中仍存在一些挑战。
因此，进一步研究光催化降解亚甲基蓝的方法和机理，提高降解效率和产物选择性，具有重要的科学意义和应用价值。
本文将围绕光催化降解亚甲基蓝展开深入研究，重点讨论其降解原理、方法以及优化策略。
通过对现有研究的总结和分析，希望能够为实现高效、环保的亚甲基蓝降解方法提供参考和借鉴，为解决水体污染问题做出一定的贡献。
1.2 文章结构文章结构部分的内容应包括对整篇文章的组织框架进行介绍，以及各章节的主要内容概述。
实验十二 溶液吸附法测定固体比表面积一、目的要求1. 学会用亚甲基蓝水溶液吸附法测定活性炭的比表面积。
2. 了解朗格缪尔(Langmuir)单分子层吸附理论及溶液法测定比表面积的基本原理。
二、实验原理：水溶性染料的吸附已应用于测定固体比表面积，在所有的染料中亚甲基蓝具有最大的吸附倾向。
研究表明，活性炭在一定温度和浓度范围内，对亚甲基蓝可以进行单分子的饱和吸附，符合Langmuir 吸附理论。
Langmuir 吸附理论的基本假定是：固体表面是均匀的，吸附是单分子层吸附，吸附剂一旦被吸附质覆盖就不能再吸附，在吸附平衡时，吸附和脱附建立动态平衡，有如下等温吸附方程：式中Γ∞——为饱和吸附量，即每克吸附剂（活性炭）上被吸附质铺满单分子层吸附质（亚甲基蓝）分子时的吸附量，mol*g -1；Γ——为溶液在吸附质（亚甲基蓝）平衡浓度c （mol*L -1）时的吸附量，mol*g -1；K 为与吸附和脱附平衡常数有关的常数，其值决定于吸附剂和吸附质的本性及温度。
将此式整理得：以1/Γ对1/c 作图得一直线，由此直线的斜率和截距可求得Γ∞。
若每个吸附质分子在吸附剂上所占据的面积为a ，则吸附剂的比表面积可以按照下式计算：S =Γ∞La式中S 为吸附剂比表面积，m 2*g -1；L 为阿伏加德罗常数，6.02*1023mol -1，a 为每个亚甲基蓝分子在活性炭上所占据的面积，39*10-20 m 2。
亚甲基蓝的结构为：∞∞=+1111ΓΓΓK c ΓΓ1Kc Kc∞=+阳离子大小为17.0 ×7.6× 3.25 ×10-30 m3。
亚甲基蓝的吸附有三种取向：平面吸附投影面积为135×10–20m2，侧面吸附投影面积为75×10–20m2，端基吸附投影面积为39×10–20m2。
对于非石墨型的活性炭，亚甲基蓝是以端基吸附取向，吸附在活性炭表面，因此a＝39 ×10–20m2。
本科生实验报告2. 钻井液中膨润土含量一、实验目的通过实验掌握：1）用亚甲基蓝(Methylene Blue)测定钻井液的阳离子交换容量（Cation Exchange Capacity--CEC ）的方法；2）确定钻井液中膨润土含量（Bentonite Content of Mud ）；3）进一步加深对粘土矿物吸附特性的认识。
二、实验内容亚甲基蓝测试、阳离子交换容量和钻井液中膨润土含量测定。
三、实验原理亚甲基蓝分子式为O H SCl N H C 2318163 ，是一种常见染料，在水溶液中电离出有机阳离子和氯离子，其中的有机阳离子很容易与膨润土发生离子交换。
四、仪器和试剂1. 亚甲基蓝溶液(Methylene blue solution)：1mL=0.01毫克当量（3.20克试剂级亚甲基蓝溶成1L 溶液）2. 双氧水(Hydrogen peroxide)：3％溶液3. 稀硫酸(Dilute sulfuric acid)：约2.5mol/L4. 250mL 带胶塞烧瓶(250mL Erlenmeyer flask with rubber stopper)5. 移液管(Serological pipettes)：1mL 一只，5mL 一只6. 滴定管(Burette)：10mL7. 量筒(Graduated cylinder)：50mL 8. 电炉(Hot plate)9. 玻璃棒(Stirring rod) 10. 滤纸(Filter paper) 五、实验方法及步骤 a) 将2mL 钻井液（或需使用2～10mL 亚甲基蓝的对应的体积）加入已加入10mL 水的250mL烧瓶中，加入15mL 3％的双氧水和0.5mL 稀硫酸。
缓缓煮沸10min ，然后用水稀释至50mL 。
b) 用移液管向烧瓶中加入亚甲基蓝溶液（1mL=0.01毫克当量），待滴入0.5mL 亚甲基蓝溶液后，摇动烧瓶约30s 。
