响应面法探究花生壳炭吸附水中镍离子的最优改性条件

为提高对水中镍离子的去除效率，获得高效且成本低廉的吸附材料，以废弃的花生壳为原料自制花生壳炭，并用高锰酸钾和氢氧化钾对其进行改性。利用Box-Behnken中心组合设计实验，采用响应面法得到花生壳炭吸附镍离子的最优改性条件。通过SEM、BET等分析方法对改性前后的花生壳炭进行表征，了解其形貌与结构的变化，并对吸附反应前后的改性花生壳炭进行FTIR分析，初步探讨其对Ni（Ⅱ）的吸附机理。结果表明，最优的改性条件为：热处理温度361℃，氢氧化钾与炭的质量比2.5，高锰酸钾的质量浓度0.76%。用该条件下改性的花生壳炭吸附水中的镍离子，得到的吸附量为85.02 mg/g，是改性前的15.6倍，吸附性能优越，具有良好的实用价值。FTIR结果表明-OH、-NH₂是参与吸附反应的主要官能团，与Ni（Ⅱ）发生共沉淀与络合反应。除此之外，阳离子-π作用也是改性花生壳炭对Ni（Ⅱ）的吸附机制之一。