苯酚又名石炭酸或羥基苯，是最簡單的酚類有機物，重要的化工原料，也是水體中常見的污染物，因其毒性大已被我國環(huán)保部門和美國國家環(huán)保署等機構列為優(yōu)先污染物，水中苯酚含量多時會導致水體凈化能力下降,低濃度時可以使蛋白質(zhì)變性，高濃度時能使蛋白質(zhì)沉淀，對皮膚、黏膜都有強烈的腐蝕作用，還會抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)或損害肝和腎功能。苯酚污染的主要來源是油漆廢水、農(nóng)藥、煤轉(zhuǎn)化、聚合樹脂、汽油、鋼鐵、石油和石化行業(yè)等。對于苯酚的處理已經(jīng)提出了很多方法，有氧化法、膜分離法、電化學氧化法、光催化降解法、生物降解法、化學凝固法、萃取法、焚燒、反滲透法和吸附法等，其中活性炭吸附越來越引起注目。

  活性炭具有發(fā)達的孔隙結構，被認為最普遍的吸附劑。盡管在工業(yè)上得到了廣泛的應用，但生產(chǎn)成本相當高，于是不斷提出了各種新原料，其中動物骨的成本低，含碳量高，并動物骨炭已廣泛地研究吸附處理各種污染物。如，牛骨活性炭吸附Cu（Ⅱ）/Pb(Ⅱ)，雞骨炭吸附Cr(Ⅲ)，豬骨炭吸附Co, 駱駝骨炭吸附Hg(Ⅱ)，羊骨炭吸附Pb(Ⅱ)，還有骨炭吸附As(Ⅴ)、Cu(Ⅱ)、Zn(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)等。文獻報道的基本上都是應用動物骨炭吸附重金屬離子，而骨炭吸附有機污染物的還未見報道。本研究以羊骨為原料，自制羊骨炭對苯酚進行吸附，對有機污染物廢水的處理，開發(fā)新型活性炭材料和固體廢棄物的處理提供了參考數(shù)據(jù)。

實驗材料和方法

實驗材料

  羊骨來自家庭收集的羊骨，苯酚：天津市風船化學試劑科技有限公司，分析純；ZnCl2：天津市盛奧化學試劑有限公司，分析純；NaOH：天津市紅巖化學試劑廠，分析純；HCl：天津市化學試劑三廠，優(yōu)級純。含酚廢水：將0.1 g 與1.0 g 苯酚分別溶入高純水定容至1 000 mL，得到濃度100 mg/L 與1 000 mg/L的苯酚標準儲備液，實驗時用高純水稀釋至所需濃度。

實驗儀器

  U-1800 型紫外分光光度計(日本島津公司)，OTF-1200X 型高溫加熱爐(中美合資合肥科晶材科技術有限公司)；DZF-6050 型真空干燥箱(上海精宏實驗設備有限公司)；FA2104N 型電子天平(上海民橋精密科學儀器有限公司)；LEO-1430VP 型掃描電鏡測試儀(德國)；SHA-B 型水浴恒溫振蕩器(昆山市超聲儀器有限公司)；CARLO ERBA 1106 元素分析儀(意大利)。

實驗方法

羊骨炭的制備

  本實驗所使用羊骨原料的水分3.27%， 灰分39.92%，揮發(fā)分22.24%，固定碳含量34.58%。各個元素含量為碳14.57%，氫2.70%，氮4.16%，硫0.247。將原料清理、篩選、多次水煮進行脫脂、干燥、粉碎，過篩，在120 ℃下烘干12 h 備用。在管式爐內(nèi)400 ℃惰性氣體(N2)環(huán)境下炭化，室溫下浸漬ZnCl2 溶液36 h。將過濾后的羊骨在120 ℃下干燥12 h 后850 ℃下活化60 min，冷卻，分別用鹽酸溶液再用水洗滌，將洗滌液的pH 值為6~7 為止。最后將洗滌好的樣品在120℃烘干2 h，即得到羊骨炭。

結論

（1）苯酚溶液濃度為100 mg/L，溫度為25 ℃，吸附時間為60 min，羊骨炭的投加量為2 g 時苯酚的除去率達到了97%。吸附條件對吸附量的影響為：除去率隨著苯酚溶液初始濃度的增加而增加，溫度的升高而減小，低溫度條件對吸附有利。吸附60 min 以后趨于平衡，羊骨炭投加量增加苯酚的除去率越高。

（2）實驗數(shù)據(jù)對Langmuir 和Freundlich 方程擬合得，羊骨炭對苯酚的最大吸附容量44.44 mg/g。其線性相關系數(shù)在0.91

（3）羊骨炭對苯酚的吸附過程與準二級動力學模型吻合得較好，從顆粒內(nèi)擴散模型參數(shù)和線性關系中可以得到此過程中顆粒內(nèi)擴散不是唯一的速率控制步驟，還存在邊界層控制等其他動力學機制的影響。

（4）由BET 測試的羊骨炭的比表面積為149.87m2/g，總孔體積為0.231 6 cm3/g。峰值孔徑分別位27.27 、34.33 和50.39 nm 附近，1.2~100 nm 范圍內(nèi)中孔占的比例較大，羊骨炭具有豐富的中孔。

（5）羊骨炭對苯酚的吸附-脫附等溫線的類型符合Brunauer 5 種類型的等溫吸附線中第Ⅳ類吸附等溫線即趨向于多層吸附，因為豐富的中孔，出現(xiàn)吸附滯后現(xiàn)象，使得吸附-脫附等溫線不重合。