第 ２ 卷第 ２ ５ 期
２１ 年 ２ ０１ 月
常熟理工 学院学报 （ 自然科 学）
Ｊｕｎ ｌ ｆ ｈ ｎｓｕＩｓｔｔ Ｔ ｃｎｌ ｙＮ ｔｒｌ ｃ ｎ ｅ） ｏｒａ ａ ｇｈ ｎｔｕｅ ｅｈ ０ ｇ （ ａｕａ Ｓｉ ｃｓ ｏＣ ｉ ０ ｅ
Ｖ０ ． ５Ｎｏ ２ １２ ．
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花 生 壳 活 性 炭 吸 附苯 酚及 对 硝 基 苯 酚
窦建 芝， 刘金 芝， 王 慧， 张春 荣， 申大忠
（ 师范 大 学 化 学 化工 与材料 科学 学 院 ， 南 ２ ０ １ ） 山东 济 ５０４
摘
要： 以花 生 壳为 原料 所 制备 的 活性炭 对 酚有 良好 的吸 附能 力 ， 实验 测 定 了苯酚 、 对硝 基 苯酚在
活性 炭上 的吸 附特 性 ． 结果 表 明 ， 两种 酚在 活性炭 上 的吸 附等 温 线 可 用 Ｆｅｎ ｌｈ Ｌｎｍｕ 等 温 ｒｕｄｉ 或 ａｇ ｉ ｃ ｒ 式分 析 ， 附 动 力 学 曲线 可 用假 一 级 或假 二 级 动 力 学模 型 拟合 ． 苯 酚 与对硝 基 苯 酚 的 混合 溶 液 吸 在
中， 当活性炭 投 加 量 不足 时 ， 两种 酚之 间存在 竞争 吸 附机 制 ， 硝 基 苯 酚 的吸 附平衡 常数 大 ， 对 因而 优 先吸 附 ， 合酚 的 总吸 附量 与 总平衡 浓度 、 附 时 间的 关 系与单 一 酚溶 液 中的吸 附类似． 混 吸 关键 词 ： 活性炭 ； 附 ； 酚 ； 吸 苯 对硝基 苯 酚 中图分类 号 ： ７ ３１ Ｘ ０． 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ８ ２ ９ （ ０ ） ２ ０ ４ — ５ １０ — ７４ ２ １ ０ — ０７ ０ １
酚类污染 物是一种 毒性很 强 的污 染物 ， 人体 、 体 、 对 水 鱼类 以及农作 物会产 生严重 的危害 ， 在有机污染 中具 有一 定的代表性 ． 工业含 酚废水 主要 来 自于焦 化 、 煤气 、 炼油和 以酚类为 原料 的化 工 、 药等行业 ， 制 其来源广 、 危 害大 ， 是较 常见的有 害工业废 水 之一 ， 且治理难 度较 大 ， 在我 国水污染 控制 中被列 为重 点解决 的有 害废水之 一． 目前 采用 的除酚方法 主要包 括物理 法 、 学法 、 化 生物法 三大类ｎ 其 中物 理法 主要包 括吸 附、 ， 膜分离技术 、 萃取
等． 吸附法具有操作简单、 去除效率高、 不额外产生有毒副产品的优点， 因此得到广泛的应用． 在众多吸附剂中， 活性炭因具有发达的孔隙结构和大比表面积以及化学性质稳定、 机械强度高、 耐酸碱、 耐热、 不溶于水和有机溶 剂等优点而获得广泛应用． 活性炭通常由木材、 椰壳、 煤等碳源制备而成 ， 近年来采用农副产品的废弃物为碳源 制备活性炭的研究很活跃［］ ４， 这不仅可以降低活性炭的生产成本 ， 还能提高农
产品的附加值． 花生是我国主要的油料作物和传统的出口 农产品之一， 每年约可产生４ ０ ５ 万吨花生壳， 这些花生壳除少部 分被用作饲料外 ， 绝大部分被白白烧掉， 造成了资源的极大浪费 利用花生壳为原料制备活性炭并应用于环 ． 境污水的治理已有不少文献报道 ． 本文以花生壳为原料， 磷酸为活化剂制备出高比表面积的活性炭 ， 选用苯 酚和对硝基苯酚为酚类污染物代表 ， 研究了它们在花生壳活性炭上的吸附性能， 并比较了苯酚、 对硝基苯酚及 其 二元混合 溶液 中各组 分 的去除率 ．
１ 实 验 部分
本实验所用活性炭由花生壳经磷酸活化法制 ． 苯酚和对硝基苯酚溶液用去离子水配制． 吸附实验在室
温（ ℃） ２ 下进行 ， ５ 称取一定量的活性炭于试剂瓶 中， 加入２Ｏ ｌ Ｏ ｍ 酚溶液 ， 加塞密封后置于振荡器上振荡 ， 在等温
收稿 日期 ：０ ０ １ — ０ ２ １— ０ １
基金项 目： 山东省 自然科学基 金（ ｏ ２ ０ Ｂ ２ 资助项 目． Ｎ ． ０８ １） Ｙ
作者简介 ： 窦建芝 （９ １ ） 女 ， １７ 一 ， 山东青州人 ， 潍坊教育学 院讲师 ， 山东师范大学分析化学专业研究生． 通讯作者 ： 申大忠 （９ ３ ）男 ， １ ６ 一 ， 湖南石 门县人 ， 山东师范大学 化学化工与材料 科学学 院教 授 ， 博士生导师 ， 究方 向： 研 分
析化学 ， — ｉｄｓｅ＠ｓｎ ． ｕｃ ． Ｅ ｍａ ： ｈ ｎ ｄ ｕｅ ． ｌｚ ｄ ｎ 一
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线及 去除率 实验 中 ， 荡 ２ｈ以达到 吸附平衡 ， 动力 学实验 中根据 吸附 速率 变化设 定不 同振荡 时间． 振 ４ 在 然后 将 吸附后 的含酚溶 液过 滤 ， 取 中间部分 的滤液进行 吸光度测定 （ｖ １０ ， 截 ｕ 一７ ０ 岛津 公司）当吸光度过高 时采用稀 释 ． 的方 法使其在 比尔定 律 的线 性测 量范 围 内． 用多个 波长下 的吸光度 以多元 线性 回归分 析 的方 法计算滤液 中 采 各 酚的剩余浓度 ， 酚在活性炭 上 的吸附量为 ：
Ｑ ＝ （ ｏ ｏ ｖ ｗ Ｃ — ／ （） １
式 中， Ｑ为吸 附量 ， ０ Ｃ 为酚 的初 始浓 度 ， Ｃ为酚 的剩余 浓度 ， 为溶液 体 积 ， 为活性 炭 的质量．根据吸 附 ｗ
前后 ， 溶液 中酚浓 度 的变 化量 ， 以用 下式 计算 其去 除率 ： 可
去 除 率 （ ）： （ 一 ｃ ｃ ） １ ０ １ ／ 。 × ０ （） ２
２ 结 果 与 讨 论
２１ 酚在 花生 壳活性炭 上的吸 附等温 线 ． 吸附等温线 是描述 吸附质与 吸附剂相互作 用 的定量 关系 ， 对优化 吸
附过程 具有重 要 的指导 意义． 在所用实 验 条件 下 ， 苯酚（ｈｎ１ 对硝 基 苯酚 （一 Ｐ在所 制备 的活性 炭上 的 吸附等 温 线示 于 图 １在单 组分 吸附体 系 Ｐ ｅｏ 及 ） ４Ｎ ） ． 中， 吸附量随酚 的平衡 浓度 的增加而增 加 ， 加趋势依 次减缓． 但增 回归 分析表 明 ， 单组分 溶液 中酚的吸附等温线 符合 以下 的Ｆｅｎｌｈ 型 ： ｒｕｄｉ 模 ｃ
Ｑ ＝ ＫＦ Ｃ （） ３
式 中 Ｑ 为平 衡 吸附量 ， Ｃ 为溶 液 中酚 的平衡 浓度 ， 与 为 与吸 附平衡 有关 的常数． Ｋ，
由表 １ 可见 ， 值为 对硝 基苯酚 ＞ Ｋｒ 苯酚 ， 而 值 为对硝 基苯酚＜ 酚 ， 明所制 活性炭 对对硝基苯 酚 的吸 附 苯 表 能力更强 ． 此外 ， 我们还 用 以下 的 Ｌｎｍ ｉ模型对 吸附数据进行 了 回归 ： ａｇ ｕｒ
Ｑ ＝ Ｑ 。 Ｃ （ ＋ ＫＬ ＫＬ ／ １ Ｃ） （） ４
式 中 ， 为 吸附剂 表 面被 吸 附质 饱 和时 的最大 吸附量 ， 为 吸 附平 衡 常数 ． Ｑ Ｋ
结果表明， 如果直接用式（ 为模型进行非线性回归分析， ４ ） 偏差很大， 其相关系数 ２ ） 的值仅为０ 左右 ， ． ７ 似乎
说明所测定的酚的吸附等温线不服从Ｌ ｎｍ ｉ ａｇ ｕ 模型． ｒ 但是， 若对式（进行以下的线性变换 ： ４ ）
一
旦
ＫＬ Ｑ ‘Ｑ
ｆ、 ５
…
Ｑ。
再 以式（） ５为模 型进行 线性 回归 ， 相关系数 ＞ ．９说 明在所选 实验条件 下得 到 的吸附等温线也可 以用 其 Ｏ９ ， Ｌｎｍｕ 模 型进行分 析 ． ａｇ ｉ ｒ 这种差 异可 以这 样解 释 ， 虽然 式（ ） ５在数 学上 是可 以相 互转换 的 ， ４ 和（） 但在 回归分析 中各数 据点 的权 重却不 同 ， ４ 中吸 附量 大 的点对 回归分析影 响大 ， 式（ ） 因为 吸附等 温线所选 浓度 区间未达到 吸 附饱 和 ， 因此 回归分 析的相关 系数低 ， 而在式 （） ， 附量 ５中 吸
低 的 实验 点对 回归分 析 的影
表１花生壳活性炭吸附苯酚及对硝基苯酚的吸附等温线参数
响大， 比较适合未达到饱和吸 附的等 温线分 析． 由表 １ 可 见， 吸附平衡常数和饱和吸附
量 均为对硝基苯酚＞ 苯酚 ． 由图 １ 可见 ， 混合 酚 还 在
溶液中由于存在竞争吸附， 对硝基苯酚与苯酚的吸附量均低于对应的单一酚体系的数值 ， 随着酚起始浓度的增 加， 酚之问的竞争吸附加剧 ， 由于对硝基苯酚的吸附平衡常数与饱和吸附量均大于苯酚， 在高浓度区间可以观 察到苯酚 的吸附 量随其平衡 浓度 的增加而呈 现下降 的趋 势． 需要说 明
的是 ， 两种 酚 的总吸附量与 总平衡 浓度之 间的关系也可以用Ｌｎｍ ｉ ａｇ ｕ 模型拟合， ｒ 由表 １ 可见 ， 其吸附平衡常数和饱和吸附量介于两种酚之间．
２ 活性 炭投加量 对酚去 除率的影 响 ．
一
由图２ 可见 ， 随着活性 炭投加 量 的增 加 ， 因吸附面积增 加 ， 对硝基 苯酚 和苯酚 的去除 率随之增加 ， 于起始 对
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窦 建芝 ， 金芝 ， 刘 王慧 ， ： 等 花生壳 活性炭 吸附苯酚及 对硝基 苯酚
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平衡 浓 度 （ 几） ｍｇ
投加量 （／） ｇＬ
图 １ 苯酚 及对 硝基 苯 酚在 花生 壳活 性炭 上 的 吸附等 温线（ 混合溶液 中苯 酚与对硝 基苯酚的起始 浓度相等）
图 ２ 花生 壳 活性炭 投 加量 对苯 酚及对 硝基 苯 酚去除 率的影 响（ 酚及对硝基 苯酚 苯 的起 始 浓度 均 为 ２ ０ ／） ０ ｍｇＬ
浓度为２０ ｇ 的单一酚溶液 ， ０ｍ ／ Ｌ 硝基苯酚和苯酚的去除率达到９ ％ ５ 所需活性炭 的投加量分别为２ ｇ ， ． ／． ． ／和３ ｇ １￣ ４Ｌ
在混 合酚溶 液 中 ， 的去 除率 较单 一 酚溶液低 ， 酚 因为对硝基 苯酚 的吸 附平衡 常数 和饱 和吸 附量 较苯酚 的值 大 ， 它被 优先 吸附 ， 去除率 高 于苯酚 ． 随着 活性炭投 加量 的增加 ， 其 但 吸附位 点 的增 多削弱 了对硝基 苯酚与 苯酚之
间的竞争吸附机制， 在高投加量时混合溶液中酚的去除率接近单一酚溶液中的去除率．
２３ 酚在 活性炭上 的吸 附动力 学 ． ．
吸附速率是吸附法处理废水时的重要 的技术参数之一 ， 快速吸附有助于在短时间内达到吸附平衡以提高 处理废水的效率． 影响吸附速率 的因素很多 ， 主要包括被吸附物的起始浓度、 吸附剂 的投加量、 传质条件、 溶液
温度 等． 由图 ３ 可见 ， 在酚 的起始 浓度 为 ５ｍ ／ ０ｇ Ｌ而活性 炭 的投 加量为 ２／ 的 吸附体 系 中 ， ｇＬ 苯酚 的吸附速率 明显
高于对硝基苯酚， 苯酚在大约 １ 小时后达到稳态吸附， 而对硝基苯酚达到稳态吸附的时间约为４ 小时． 由于酚的 起始浓度较低， 其总量明显低于活性炭的最大吸附量， 即吸附位点充裕， 因此在混合酚的吸附体系中， 两种酚的 吸 附速 率和吸 附量仅略低 于单一 酚 的数 值．
在 保持 活性 炭 投加 量 不变 的情 况 下 ， 随着 酚 的起始 浓度 增加 ， 附速率 增 加
． 图４可见 ， 吸 由 当起 始浓度 为 ２０ ｇＬ ， ０ｍ ／时 苯酚 和对 硝基 苯酚 经 １ 时 的吸 附其吸 附量分 别为 ７．和 ７．ｍ ／， 小 ５５ ４１ ｇｇ而在 起始 浓度 为 ５ｍ ／ ０ｇ Ｌ时对
应的值仅为 １．和２． ｇ ． ７ ６ １ ｍ ／ 在混合酚的吸附体系中， ５ ｇ 高的起始浓度加强了酚之间的竞争吸附， 因为苯酚的吸
２ ４ １ 。。
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釜 ：
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吸 附时间 （ ｉ ａ ） ｒｎ
吸附时间 （ ｎ ｍｉ）
图 ３苯酚及对硝基苯酚吸附动力学曲线ｆ 酚 苯 及对 硝基苯 酚的起始 浓度均 为 ５ ｍ ／ 。 ０ ｇＬ 花生 壳活性炭 的投 加量为 ２Ｏ／） ．ｇｒ
图４ 苯酚及对硝 基苯酚 吸附动力学 曲线（ 苯酚 及 对硝基苯 酚 的起 始浓度 均为 ２ ０ ／ 。 ０ ｍｇ Ｌ 花生壳活性炭的投加量为 ２Ｏｎ） ． ， ｇ
５ Ｏ
常熟 理工学 院学 报（ 自然科学 ）
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附速率较 对硝基苯 酚高 ， 吸 附初期 苯酚 的吸 附量 明显高 于对硝基 苯酚 ， 在 随着 吸 附过程 的进行 ， 吸附位 点不断 被 占据 ， 两种 酚之间 出现竞 争吸 附． 对硝基 苯 酚的吸附平衡 常数 较苯酚 高 ， 分 已吸附苯 酚分子 可被对硝基苯 部
酚分子所置换， 因此苯酚的吸附量在吸附后期随吸附时间的延长而下降． 在进行动力学分析研究中， 本文采用假一级和假二级动力学模型进行 回归分析． 假一级动力学模型的积分
形式 如下 ：
Ｑ — Ｑｌ１ ｅ ｐ一ｋ ］ 一 ｘ （ ） ［
间．假 二级动 力学模 型 的线性 形式 如 下 ：
（） ６
式 中 ， 为吸 附过程 中 的吸 附量 ， 为达 到 吸附平衡 时 的 吸附量 ， 为一 级 吸 附速 率 常数 ， 为 吸 附时 Ｑ Ｑ。 ｋ ｔ
Ｑ Ｑ＋ 麦 。ｚ Ｑ
一
ｔ
ｋ
（ ７ ）
式 中 ， 也 为达到 吸 附平衡 时 的吸 附量 ． Ｑ。
分别 以式 （） （） ６ 和 ７ 为模 型 ， 用非线性 回归和线 性 回归 的方法 ， 出苯 酚及对 硝基苯 酚在不同条件下 的动 采 得
力学参数值列于表２其中， ． 在混合酚的吸附体系中， 采用总吸附量为指标进行回归分析．
表 ２ 苯 酚 及对 硝 基 苯 酚 在 花 生 壳 活 性 炭 （ｇＬ上 吸 附 的假 一 级 和假 二 级 动 力 学 参 数 ２ ，）
结果表 明 ， 在所 用实验条 件下 ， 种动 力学模 型均可用 于吸附动力 学数据 分析 ． 两 由表 ２ 可见 ， 于在低起始 对 浓度 中的吸附 ，
两个模 型 回归 的相关 系数 Ｒ＞ ． ， ０９ 而从高 起始浓度 溶液 中吸附 时 ， ９ 假二级 动力学模 型的相关 系
数仍有 Ｏ ９ ， ． ３ 高于假一级动力学模型的相关系数， ９ 如在总起始浓度为８０ ｇ 的混合酚中， ０ｍ ／ Ｌ 假一级模型回归
的相关系数仅为Ｏ ８ ， ． ５ 而假二级模型回归的相关系数则为Ｏ ９ ， ９ ． ６但一级动力学模型所得的平衡吸附量值更接 ９
近实验测定值． 从数值上看 ， 随着酚起始浓度的增加 ， ｋ 的值增加而ｋ 的值则下降， ： 二级动力学模型中起始吸
附速率（ Ｑ ： 忌 。 及回归得到的平衡吸附量（ 增加． ２ ） Ｑ。 和Ｑ ）
３ 结 论
本实验表明， 以花生壳为原料所制备的活性炭是酚的有效吸附剂 ， 在所用实验条件下 ， 吸附等温线可以用 Ｆｅｎｌｈ ａｇ ｕ 模型分析 ， ｒ ｄ ｃ 或Ｌｎｍ ｉ ｕ ｉ ｒ 而吸附动力学曲线则可以假一级或假二级动力学模型拟合． 在苯酚与对硝基 苯酚 的混合溶液 中 ， 种酚之 间存在 竞争 吸 附机 制 ， 两 对硝 基苯酚 的吸 附平 衡 常数大 ， 当活性 炭投加 量不足时被
第２ 期
窦建 芝 ， 金芝 ， 刘 王慧 ， ： 生壳活性炭 吸 附苯 酚及对硝 基苯 酚 等 花
优先 吸 附 ， 在吸 附等温线 和 动力学 曲线 上可 以观测 到苯酚 的解吸 ． 混合酚 的总 吸附 量与总 平衡浓度 、 吸附 时间 的关 系与单一酚溶 液 中的吸 附类 似．
参考 文献 ：
［ ｕ ｃ ， ｅａｄｎ ｌ ， ｅ ｉｉ ， ｔ １ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｓ ｏ ｅｒｍ ｖ ｌ ｆ ｈ ｎ ｌ ｒｍ ｆ ｉ ｒ ａ ｓ Ａ ｓ ｏ ｖｅ ｃ ｎ ｅｅｏ － １ Ｂ ｓ ａ Ｂ ｒｒｉｅ ｉ Ｒ ｓ ｅ ａ． ｅ ｈ ｏｏｉ ｒ ｈ ｏ ａ ｏ ｅ ｏ ｆ ｕ ｄ ｔ ｍ ： ｒ ｒ ｉｗ ｏ ｒ ｅ ｔ ｖ ｌｐ １ Ｇ ｌＳ ｎＣ ｅｆ ｔ ｅ ｐ ｏ ｌ ｓｅ ｈ ｔｅ ｆｅ ｄ ｍ ｎｓ １Ｊ ａ ａｄＭ ｔｒ２ ０ ， ６ ： ６ － ８ ． ｅ ｔ［ ． ｚ ｒ ａｅ， ０ ８ １ ０ ２ ５ ２ ８ Ｊ Ｈ
【】 ２ 刘江永 ， 桐， 吴 张丽丹． 工业 含酚废水处理 的研究进展［． Ｊ 河南化工 ，００ ２ （ ）２ — ７ ］ ２ １ ，７ ２ ：５ ２ ．
［】 ｈ ｄＳ Ｒ ｓ ｌ ， ｒ ｎ ， ｔ １ Ｈ ｔ ｏ ｅ ｅｕ ｈ ｔｃ ｔ ｙ ｃｄ ｇａ ａ ｏ ｆ ｈ ｎ ｌ ｉ ａｔｗ ｔ ： ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｎ ３ Ａ ｍｅ ， ａｕ ＭＧ Ｍａｔ ｓＷＮ ｅ ａ． ｅ ｒｇ ｎ ｏ ｓｐ ｏｏ ａ ｌ ｉ ｅ ｒｄ ｔ ｎ ｏ ｅ ｏｓ ｎｗ ｓ ａｅ Ａ ｒｖ ｗ ｏ ｕｒ ｔ ｅ ｅ ａ ｔ ｉ ｐ ｅ ｒ ｅ
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［】 ｅ ｉ ａ ． ｇ ｃ ｌ ｒｌ ａ ｅ ｃ ｖ ｔ ａｂ ｎ ｒ ｈ ｍ ｖ ｌ ｆ ｙ ｓ ｒｍ ａ ｕ ｏ ｓ ｏ ｔ ｎ ： ｖ ｗ Ｊ． ａ ａ ｔ ， ０ ９ ５ Ｄ ｍ ｒ ｓ Ａ ｒ ｕｔ ａ ｂ ｓ ｄａｔ ａ ｄｃ ｒ ｏ ｓ ｅ ｅ ｏ ａ ｏ ｅ ｏ ｑ ｅ ｕ ｌ ｉ ｓ Ａ ｒ ｉ ［ Ｊ ｚｒ Ｍａ ｒ ２ ０ ， ｂ Ａ ｉ ｕ ｉ ｅ ｏ ｆ ｔ ｒ ｄ ｆ ｓｕｏ ｅｅ ］ Ｈ ｄ ｅ
１ ７：１ ． ６ —９
【】 ６ 徐涛 ， 晓勤． 刘 花生壳活性炭研究进展【 ． Ｊ 花生学报 ，０ ７ ３ （ ）１ ４ 】 ２ ０ ，６ ３ ：－ ．
【】 ｌ ｎＫ Ｙ ｎ ， ｅ ｅ ａ Ｓ ｌｃ ｍｅ ｌ ｄｏｐｉｎｂ ｃ ｖｔ ａｂｎｍ ｄ ｏ ｅｎ ｔ ｈｌ ［． ｉ ｅｏ ｒｅ ｅｈ ｏ ７ Ｗｉｏ ， ａｇＨ Ｓ ｏＣ Ｗ， ｔ １ ｅ ｔ ｔ ｓｒｔ ｙａｔ ａ ｄｃｒｏ ａ ｅｆ ｍ ｐ ａｕ ｅｌＪ Ｂｏ ｓｕｃ ｃｎｌ ｓ ． ｅ ａａ ｏ ｉ ｅ ｒ ｓ ｓ］ ｒ Ｔ ，
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［】 ｕＴ，ｉ Ｑ Ｐ ａｕ ｅ ｃ ｖｔ ａ ｏ ：ｈ ｒｃ ｒ ａ ｏ， ｕｆｃ ｄ ｉａｏ ｎ ｄｏ ｔ ｎｏ ｂ ｒ ｍ ａｕｏ ｓ ｏｕｉ ［ ． ８ Ｘ ＬｕＸ ． ｅｎ ｔｈ ｌａｔ ａ ｄｃｒ ｎ ｃａａｔ ｉ ｔ ｎ ｓｒ ｅ ｓ ｌ ｉ ｅ ｂ ｅ ｚｉ ａ ｍｏｉｃｔ ｎａｄａｓｒ ｉ ｆ “ｆ ｑｅｕ ｌｔ ｎ ］ ｆ ｉ ｐｏ ｐ ｏ ｓ ｏ Ｊ Ｃ ｉ Ｃ ｅ ｎ ，０ ８１（） ４ １ ４ ６ ｈｎ ｈ ｍ Ｅ ｇ２ ０ ， ３： ０ － ０ ． Ｊ ６
【】 ９ 刘金芝 ， 兴涛， ９ 贾 王慧 ， 花生 壳活性炭对溶 液中亚甲基 蓝和亮 绿的吸附［。 等． Ｊ 常熟理工学 院学 报（ 】 自然科学版）２ １ ，４ ２ ： ，０ ０ ２ （ ）
４ — ７ ５４．
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第 ２ 卷第 ２ ５ 期
２１ 年 ２ ０１ 月
常熟理工 学院学报 （ 自然科 学）
Ｊｕｎ ｌ ｆ ｈ ｎｓｕＩｓｔｔ Ｔ ｃｎｌ ｙＮ ｔｒｌ ｃ ｎ ｅ） ｏｒａ ａ ｇｈ ｎｔｕｅ ｅｈ ０ ｇ （ ａｕａ Ｓｉ ｃｓ ｏＣ ｉ ０ ｅ
Ｖ０ ． ５Ｎｏ ２ １２ ．
Ｆｅ ， ０１１ ｂ． ２
花 生 壳 活 性 炭 吸 附苯 酚及 对 硝 基 苯 酚
窦建 芝， 刘金 芝， 王 慧， 张春 荣， 申大忠
（ 师范 大 学 化 学 化工 与材料 科学 学 院 ， 南 ２ ０ １ ） 山东 济 ５０４
摘
要： 以花 生 壳为 原料 所 制备 的 活性炭 对 酚有 良好 的吸 附能 力 ， 实验 测 定 了苯酚 、 对硝 基 苯酚在
活性 炭上 的吸 附特 性 ． 结果 表 明 ， 两种 酚在 活性炭 上 的吸 附等 温 线 可 用 Ｆｅｎ ｌｈ Ｌｎｍｕ 等 温 ｒｕｄｉ 或 ａｇ ｉ ｃ ｒ 式分 析 ， 附 动 力 学 曲线 可 用假 一 级 或假 二 级 动 力 学模 型 拟合 ． 苯 酚 与对硝 基 苯 酚 的 混合 溶 液 吸 在
中， 当活性炭 投 加 量 不足 时 ， 两种 酚之 间存在 竞争 吸 附机 制 ， 硝 基 苯 酚 的吸 附平衡 常数 大 ， 对 因而 优 先吸 附 ， 合酚 的 总吸 附量 与 总平衡 浓度 、 附 时 间的 关 系与单 一 酚溶 液 中的吸 附类似． 混 吸 关键 词 ： 活性炭 ； 附 ； 酚 ； 吸 苯 对硝基 苯 酚 中图分类 号 ： ７ ３１ Ｘ ０． 文献 标识 码 ： Ａ 文章 编号 ：０ ８ ２ ９ （ ０ ） ２ ０ ４ — ５ １０ — ７４ ２ １ ０ — ０７ ０ １
酚类污染 物是一种 毒性很 强 的污 染物 ， 人体 、 体 、 对 水 鱼类 以及农作 物会产 生严重 的危害 ， 在有机污染 中具 有一 定的代表性 ． 工业含 酚废水 主要 来 自于焦 化 、 煤气 、 炼油和 以酚类为 原料 的化 工 、 药等行业 ， 制 其来源广 、 危 害大 ， 是较 常见的有 害工业废 水 之一 ， 且治理难 度较 大 ， 在我 国水污染 控制 中被列 为重 点解决 的有 害废水之 一． 目前 采用 的除酚方法 主要包 括物理 法 、 学法 、 化 生物法 三大类ｎ 其 中物 理法 主要包 括吸 附、 ， 膜分离技术 、 萃取
等． 吸附法具有操作简单、 去除效率高、 不额外产生有毒副产品的优点， 因此得到广泛的应用． 在众多吸附剂中， 活性炭因具有发达的孔隙结构和大比表面积以及化学性质稳定、 机械强度高、 耐酸碱、 耐热、 不溶于水和有机溶 剂等优点而获得广泛应用． 活性炭通常由木材、 椰壳、 煤等碳源制备而成 ， 近年来采用农副产品的废弃物为碳源 制备活性炭的研究很活跃［］ ４， 这不仅可以降低活性炭的生产成本 ， 还能提高农
产品的附加值． 花生是我国主要的油料作物和传统的出口 农产品之一， 每年约可产生４ ０ ５ 万吨花生壳， 这些花生壳除少部 分被用作饲料外 ， 绝大部分被白白烧掉， 造成了资源的极大浪费 利用花生壳为原料制备活性炭并应用于环 ． 境污水的治理已有不少文献报道 ． 本文以花生壳为原料， 磷酸为活化剂制备出高比表面积的活性炭 ， 选用苯 酚和对硝基苯酚为酚类污染物代表 ， 研究了它们在花生壳活性炭上的吸附性能， 并比较了苯酚、 对硝基苯酚及 其 二元混合 溶液 中各组 分 的去除率 ．
１ 实 验 部分
本实验所用活性炭由花生壳经磷酸活化法制 ． 苯酚和对硝基苯酚溶液用去离子水配制． 吸附实验在室
温（ ℃） ２ 下进行 ， ５ 称取一定量的活性炭于试剂瓶 中， 加入２Ｏ ｌ Ｏ ｍ 酚溶液 ， 加塞密封后置于振荡器上振荡 ， 在等温
收稿 日期 ：０ ０ １ — ０ ２ １— ０ １
基金项 目： 山东省 自然科学基 金（ ｏ ２ ０ Ｂ ２ 资助项 目． Ｎ ． ０８ １） Ｙ
作者简介 ： 窦建芝 （９ １ ） 女 ， １７ 一 ， 山东青州人 ， 潍坊教育学 院讲师 ， 山东师范大学分析化学专业研究生． 通讯作者 ： 申大忠 （９ ３ ）男 ， １ ６ 一 ， 湖南石 门县人 ， 山东师范大学 化学化工与材料 科学学 院教 授 ， 博士生导师 ， 究方 向： 研 分
析化学 ， — ｉｄｓｅ＠ｓｎ ． ｕｃ ． Ｅ ｍａ ： ｈ ｎ ｄ ｕｅ ． ｌｚ ｄ ｎ 一
４ ８
常熟理 工学院学报 （ 自然科学 ）
２ １年 ０１
线及 去除率 实验 中 ， 荡 ２ｈ以达到 吸附平衡 ， 动力 学实验 中根据 吸附 速率 变化设 定不 同振荡 时间． 振 ４ 在 然后 将 吸附后 的含酚溶 液过 滤 ， 取 中间部分 的滤液进行 吸光度测定 （ｖ １０ ， 截 ｕ 一７ ０ 岛津 公司）当吸光度过高 时采用稀 释 ． 的方 法使其在 比尔定 律 的线 性测 量范 围 内． 用多个 波长下 的吸光度 以多元 线性 回归分 析 的方 法计算滤液 中 采 各 酚的剩余浓度 ， 酚在活性炭 上 的吸附量为 ：
Ｑ ＝ （ ｏ ｏ ｖ ｗ Ｃ — ／ （） １
式 中， Ｑ为吸 附量 ， ０ Ｃ 为酚 的初 始浓 度 ， Ｃ为酚 的剩余 浓度 ， 为溶液 体 积 ， 为活性 炭 的质量．根据吸 附 ｗ
前后 ， 溶液 中酚浓 度 的变 化量 ， 以用 下式 计算 其去 除率 ： 可
去 除 率 （ ）： （ 一 ｃ ｃ ） １ ０ １ ／ 。 × ０ （） ２
２ 结 果 与 讨 论
２１ 酚在 花生 壳活性炭 上的吸 附等温 线 ． 吸附等温线 是描述 吸附质与 吸附剂相互作 用 的定量 关系 ， 对优化 吸
附过程 具有重 要 的指导 意义． 在所用实 验 条件 下 ， 苯酚（ｈｎ１ 对硝 基 苯酚 （一 Ｐ在所 制备 的活性 炭上 的 吸附等 温 线示 于 图 １在单 组分 吸附体 系 Ｐ ｅｏ 及 ） ４Ｎ ） ． 中， 吸附量随酚 的平衡 浓度 的增加而增 加 ， 加趋势依 次减缓． 但增 回归 分析表 明 ， 单组分 溶液 中酚的吸附等温线 符合 以下 的Ｆｅｎｌｈ 型 ： ｒｕｄｉ 模 ｃ
Ｑ ＝ ＫＦ Ｃ （） ３
式 中 Ｑ 为平 衡 吸附量 ， Ｃ 为溶 液 中酚 的平衡 浓度 ， 与 为 与吸 附平衡 有关 的常数． Ｋ，
由表 １ 可见 ， 值为 对硝 基苯酚 ＞ Ｋｒ 苯酚 ， 而 值 为对硝 基苯酚＜ 酚 ， 明所制 活性炭 对对硝基苯 酚 的吸 附 苯 表 能力更强 ． 此外 ， 我们还 用 以下 的 Ｌｎｍ ｉ模型对 吸附数据进行 了 回归 ： ａｇ ｕｒ
Ｑ ＝ Ｑ 。 Ｃ （ ＋ ＫＬ ＫＬ ／ １ Ｃ） （） ４
式 中 ， 为 吸附剂 表 面被 吸 附质 饱 和时 的最大 吸附量 ， 为 吸 附平 衡 常数 ． Ｑ Ｋ
结果表明， 如果直接用式（ 为模型进行非线性回归分析， ４ ） 偏差很大， 其相关系数 ２ ） 的值仅为０ 左右 ， ． ７ 似乎
说明所测定的酚的吸附等温线不服从Ｌ ｎｍ ｉ ａｇ ｕ 模型． ｒ 但是， 若对式（进行以下的线性变换 ： ４ ）
一
旦
ＫＬ Ｑ ‘Ｑ
ｆ、 ５
…
Ｑ。
再 以式（） ５为模 型进行 线性 回归 ， 相关系数 ＞ ．９说 明在所选 实验条件 下得 到 的吸附等温线也可 以用 其 Ｏ９ ， Ｌｎｍｕ 模 型进行分 析 ． ａｇ ｉ ｒ 这种差 异可 以这 样解 释 ， 虽然 式（ ） ５在数 学上 是可 以相 互转换 的 ， ４ 和（） 但在 回归分析 中各数 据点 的权 重却不 同 ， ４ 中吸 附量 大 的点对 回归分析影 响大 ， 式（ ） 因为 吸附等 温线所选 浓度 区间未达到 吸 附饱 和 ， 因此 回归分 析的相关 系数低 ， 而在式 （） ， 附量 ５中 吸
低 的 实验 点对 回归分 析 的影
表１花生壳活性炭吸附苯酚及对硝基苯酚的吸附等温线参数
响大， 比较适合未达到饱和吸 附的等 温线分 析． 由表 １ 可 见， 吸附平衡常数和饱和吸附
量 均为对硝基苯酚＞ 苯酚 ． 由图 １ 可见 ， 混合 酚 还 在
溶液中由于存在竞争吸附， 对硝基苯酚与苯酚的吸附量均低于对应的单一酚体系的数值 ， 随着酚起始浓度的增 加， 酚之问的竞争吸附加剧 ， 由于对硝基苯酚的吸附平衡常数与饱和吸附量均大于苯酚， 在高浓度区间可以观 察到苯酚 的吸附 量随其平衡 浓度 的增加而呈 现下降 的趋 势． 需要说 明
的是 ， 两种 酚 的总吸附量与 总平衡 浓度之 间的关系也可以用Ｌｎｍ ｉ ａｇ ｕ 模型拟合， ｒ 由表 １ 可见 ， 其吸附平衡常数和饱和吸附量介于两种酚之间．
２ 活性 炭投加量 对酚去 除率的影 响 ．
一
由图２ 可见 ， 随着活性 炭投加 量 的增 加 ， 因吸附面积增 加 ， 对硝基 苯酚 和苯酚 的去除 率随之增加 ， 于起始 对
第２ 期
窦 建芝 ， 金芝 ， 刘 王慧 ， ： 等 花生壳 活性炭 吸附苯酚及 对硝基 苯酚
１０ ０
４ ９
７ ５
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平衡 浓 度 （ 几） ｍｇ
投加量 （／） ｇＬ
图 １ 苯酚 及对 硝基 苯 酚在 花生 壳活 性炭 上 的 吸附等 温线（ 混合溶液 中苯 酚与对硝 基苯酚的起始 浓度相等）
图 ２ 花生 壳 活性炭 投 加量 对苯 酚及对 硝基 苯 酚去除 率的影 响（ 酚及对硝基 苯酚 苯 的起 始 浓度 均 为 ２ ０ ／） ０ ｍｇＬ
浓度为２０ ｇ 的单一酚溶液 ， ０ｍ ／ Ｌ 硝基苯酚和苯酚的去除率达到９ ％ ５ 所需活性炭 的投加量分别为２ ｇ ， ． ／． ． ／和３ ｇ １￣ ４Ｌ
在混 合酚溶 液 中 ， 的去 除率 较单 一 酚溶液低 ， 酚 因为对硝基 苯酚 的吸 附平衡 常数 和饱 和吸 附量 较苯酚 的值 大 ， 它被 优先 吸附 ， 去除率 高 于苯酚 ． 随着 活性炭投 加量 的增加 ， 其 但 吸附位 点 的增 多削弱 了对硝基 苯酚与 苯酚之
间的竞争吸附机制， 在高投加量时混合溶液中酚的去除率接近单一酚溶液中的去除率．
２３ 酚在 活性炭上 的吸 附动力 学 ． ．
吸附速率是吸附法处理废水时的重要 的技术参数之一 ， 快速吸附有助于在短时间内达到吸附平衡以提高 处理废水的效率． 影响吸附速率 的因素很多 ， 主要包括被吸附物的起始浓度、 吸附剂 的投加量、 传质条件、 溶液
温度 等． 由图 ３ 可见 ， 在酚 的起始 浓度 为 ５ｍ ／ ０ｇ Ｌ而活性 炭 的投 加量为 ２／ 的 吸附体 系 中 ， ｇＬ 苯酚 的吸附速率 明显
高于对硝基苯酚， 苯酚在大约 １ 小时后达到稳态吸附， 而对硝基苯酚达到稳态吸附的时间约为４ 小时． 由于酚的 起始浓度较低， 其总量明显低于活性炭的最大吸附量， 即吸附位点充裕， 因此在混合酚的吸附体系中， 两种酚的 吸 附速 率和吸 附量仅略低 于单一 酚 的数 值．
在 保持 活性 炭 投加 量 不变 的情 况 下 ， 随着 酚 的起始 浓度 增加 ， 附速率 增 加
． 图４可见 ， 吸 由 当起 始浓度 为 ２０ ｇＬ ， ０ｍ ／时 苯酚 和对 硝基 苯酚 经 １ 时 的吸 附其吸 附量分 别为 ７．和 ７．ｍ ／， 小 ５５ ４１ ｇｇ而在 起始 浓度 为 ５ｍ ／ ０ｇ Ｌ时对
应的值仅为 １．和２． ｇ ． ７ ６ １ ｍ ／ 在混合酚的吸附体系中， ５ ｇ 高的起始浓度加强了酚之间的竞争吸附， 因为苯酚的吸
２ ４ １ 。。
１ ８
７ ５
釜 ：
薹 。
２５
０
０
６ ０
１０ ２
１０ ８
２０ ４
０
１０ ０
２０ ０
３０ ０
４０ ０
吸 附时间 （ ｉ ａ ） ｒｎ
吸附时间 （ ｎ ｍｉ）
图 ３苯酚及对硝基苯酚吸附动力学曲线ｆ 酚 苯 及对 硝基苯 酚的起始 浓度均 为 ５ ｍ ／ 。 ０ ｇＬ 花生 壳活性炭 的投 加量为 ２Ｏ／） ．ｇｒ
图４ 苯酚及对硝 基苯酚 吸附动力学 曲线（ 苯酚 及 对硝基苯 酚 的起 始浓度 均为 ２ ０ ／ 。 ０ ｍｇ Ｌ 花生壳活性炭的投加量为 ２Ｏｎ） ． ， ｇ
５ Ｏ
常熟 理工学 院学 报（ 自然科学 ）
２ １ 年 ０１
附速率较 对硝基苯 酚高 ， 吸 附初期 苯酚 的吸 附量 明显高 于对硝基 苯酚 ， 在 随着 吸 附过程 的进行 ， 吸附位 点不断 被 占据 ， 两种 酚之间 出现竞 争吸 附． 对硝基 苯 酚的吸附平衡 常数 较苯酚 高 ， 分 已吸附苯 酚分子 可被对硝基苯 部
酚分子所置换， 因此苯酚的吸附量在吸附后期随吸附时间的延长而下降． 在进行动力学分析研究中， 本文采用假一级和假二级动力学模型进行 回归分析． 假一级动力学模型的积分
形式 如下 ：
Ｑ — Ｑｌ１ ｅ ｐ一ｋ ］ 一 ｘ （ ） ［
间．假 二级动 力学模 型 的线性 形式 如 下 ：
（） ６
式 中 ， 为吸 附过程 中 的吸 附量 ， 为达 到 吸附平衡 时 的 吸附量 ， 为一 级 吸 附速 率 常数 ， 为 吸 附时 Ｑ Ｑ。 ｋ ｔ
Ｑ Ｑ＋ 麦 。ｚ Ｑ
一
ｔ
ｋ
（ ７ ）
式 中 ， 也 为达到 吸 附平衡 时 的吸 附量 ． Ｑ。
分别 以式 （） （） ６ 和 ７ 为模 型 ， 用非线性 回归和线 性 回归 的方法 ， 出苯 酚及对 硝基苯 酚在不同条件下 的动 采 得
力学参数值列于表２其中， ． 在混合酚的吸附体系中， 采用总吸附量为指标进行回归分析．
表 ２ 苯 酚 及对 硝 基 苯 酚 在 花 生 壳 活 性 炭 （ｇＬ上 吸 附 的假 一 级 和假 二 级 动 力 学 参 数 ２ ，）
结果表 明 ， 在所 用实验条 件下 ， 种动 力学模 型均可用 于吸附动力 学数据 分析 ． 两 由表 ２ 可见 ， 于在低起始 对 浓度 中的吸附 ，
两个模 型 回归 的相关 系数 Ｒ＞ ． ， ０９ 而从高 起始浓度 溶液 中吸附 时 ， ９ 假二级 动力学模 型的相关 系
数仍有 Ｏ ９ ， ． ３ 高于假一级动力学模型的相关系数， ９ 如在总起始浓度为８０ ｇ 的混合酚中， ０ｍ ／ Ｌ 假一级模型回归
的相关系数仅为Ｏ ８ ， ． ５ 而假二级模型回归的相关系数则为Ｏ ９ ， ９ ． ６但一级动力学模型所得的平衡吸附量值更接 ９
近实验测定值． 从数值上看 ， 随着酚起始浓度的增加 ， ｋ 的值增加而ｋ 的值则下降， ： 二级动力学模型中起始吸
附速率（ Ｑ ： 忌 。 及回归得到的平衡吸附量（ 增加． ２ ） Ｑ。 和Ｑ ）
３ 结 论
本实验表明， 以花生壳为原料所制备的活性炭是酚的有效吸附剂 ， 在所用实验条件下 ， 吸附等温线可以用 Ｆｅｎｌｈ ａｇ ｕ 模型分析 ， ｒ ｄ ｃ 或Ｌｎｍ ｉ ｕ ｉ ｒ 而吸附动力学曲线则可以假一级或假二级动力学模型拟合． 在苯酚与对硝基 苯酚 的混合溶液 中 ， 种酚之 间存在 竞争 吸 附机 制 ， 两 对硝 基苯酚 的吸 附平 衡 常数大 ， 当活性 炭投加 量不足时被
第２ 期
窦建 芝 ， 金芝 ， 刘 王慧 ， ： 生壳活性炭 吸 附苯 酚及对硝 基苯 酚 等 花
优先 吸 附 ， 在吸 附等温线 和 动力学 曲线 上可 以观测 到苯酚 的解吸 ． 混合酚 的总 吸附 量与总 平衡浓度 、 吸附 时间 的关 系与单一酚溶 液 中的吸 附类 似．
参考 文献 ：
［ ｕ ｃ ， ｅａｄｎ ｌ ， ｅ ｉｉ ， ｔ １ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｓ ｏ ｅｒｍ ｖ ｌ ｆ ｈ ｎ ｌ ｒｍ ｆ ｉ ｒ ａ ｓ Ａ ｓ ｏ ｖｅ ｃ ｎ ｅｅｏ － １ Ｂ ｓ ａ Ｂ ｒｒｉｅ ｉ Ｒ ｓ ｅ ａ． ｅ ｈ ｏｏｉ ｒ ｈ ｏ ａ ｏ ｅ ｏ ｆ ｕ ｄ ｔ ｍ ： ｒ ｒ ｉｗ ｏ ｒ ｅ ｔ ｖ ｌｐ １ Ｇ ｌＳ ｎＣ ｅｆ ｔ ｅ ｐ ｏ ｌ ｓｅ ｈ ｔｅ ｆｅ ｄ ｍ ｎｓ １Ｊ ａ ａｄＭ ｔｒ２ ０ ， ６ ： ６ － ８ ． ｅ ｔ［ ． ｚ ｒ ａｅ， ０ ８ １ ０ ２ ５ ２ ８ Ｊ Ｈ
【】 ２ 刘江永 ， 桐， 吴 张丽丹． 工业 含酚废水处理 的研究进展［． Ｊ 河南化工 ，００ ２ （ ）２ — ７ ］ ２ １ ，７ ２ ：５ ２ ．
［】 ｈ ｄＳ Ｒ ｓ ｌ ， ｒ ｎ ， ｔ １ Ｈ ｔ ｏ ｅ ｅｕ ｈ ｔｃ ｔ ｙ ｃｄ ｇａ ａ ｏ ｆ ｈ ｎ ｌ ｉ ａｔｗ ｔ ： ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｎ ３ Ａ ｍｅ ， ａｕ ＭＧ Ｍａｔ ｓＷＮ ｅ ａ． ｅ ｒｇ ｎ ｏ ｓｐ ｏｏ ａ ｌ ｉ ｅ ｒｄ ｔ ｎ ｏ ｅ ｏｓ ｎｗ ｓ ａｅ Ａ ｒｖ ｗ ｏ ｕｒ ｔ ｅ ｅ ａ ｔ ｉ ｐ ｅ ｒ ｅ
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【】 ｈ ｒｚａ ｎＭ． ｄｏｐｉｎｏ ｈ ｎｌ ｏ ｏ ｎ ｓ ｎｌｗ ｃｓ ａｓｒｅ ｔ Ａ ｒｖ ｗＪ Ａ ｖＣ ｌ ｉ Ｉｔｒ ｃ ｃ ２ ０ ， ４ ： ４ Ａ ｍａ ｚｍａ Ａ ｓｒｔ ｆ ｅｏｉ ｃｍｐｕ ｄ ｏ — ｏｔ ｄｏｂｎｓ ｉ ［． ｄ ｏ ｏ ｎｅ ａｅＳ ｉ ０ ８ １３ ｕ ｏ ｐ ｃ ｏ ： ｅｅ ］ ｌｄ ｆ ，
４８— ７． ６
［】 ｅ ｉ ａ ． ｇ ｃ ｌ ｒｌ ａ ｅ ｃ ｖ ｔ ａｂ ｎ ｒ ｈ ｍ ｖ ｌ ｆ ｙ ｓ ｒｍ ａ ｕ ｏ ｓ ｏ ｔ ｎ ： ｖ ｗ Ｊ． ａ ａ ｔ ， ０ ９ ５ Ｄ ｍ ｒ ｓ Ａ ｒ ｕｔ ａ ｂ ｓ ｄａｔ ａ ｄｃ ｒ ｏ ｓ ｅ ｅ ｏ ａ ｏ ｅ ｏ ｑ ｅ ｕ ｌ ｉ ｓ Ａ ｒ ｉ ［ Ｊ ｚｒ Ｍａ ｒ ２ ０ ， ｂ Ａ ｉ ｕ ｉ ｅ ｏ ｆ ｔ ｒ ｄ ｆ ｓｕｏ ｅｅ ］ Ｈ ｄ ｅ
１ ７：１ ． ６ —９
【】 ６ 徐涛 ， 晓勤． 刘 花生壳活性炭研究进展【 ． Ｊ 花生学报 ，０ ７ ３ （ ）１ ４ 】 ２ ０ ，６ ３ ：－ ．
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４ — ７ ５４．
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