Optimized preparation of modified oyster shell powder and its adsorption performance for glyphosate

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2021-0670

Abstract

Abstract:

Glyphosate is a typical organic phosphorus that causes eutrophication of water. The modified oyster shell powder was synthesized by high temperature doping. The adsorption of simulated glyphosate wastewater by modified oyster shell powder was studied. The results showed that the optimum preparation conditions were as follows：calcination temperature 900 ℃，sieved particle size 120 mesh（125 μm），starch dosage（starch quality/oyster shell powder quality）15%，calcination time 2.5 h and alkali treatment. X?ray diffraction showed that the surface compositions of the modified oyster shell powder were CaCO₃ and Ca（OH）₂. Surface analyzer results showed that the specific surface area of modified oyster shell powder increased by 21.3% compared with that of the unmodified powder. Infrared spectrum analysis showed that there were hydroxyl group appeared in the modified oyster shell powder. The adsorption process of modified oyster shell powder conformed to the pseudo second-order kinetic model and Langmuir model，and the maximum adsorption capacity was 66.06 mg/g.

Key words: oyster shell powder, modified, optimized preparation, glyphosate, adsorption

摘要：

草甘膦是造成水体富营养化的典型有机磷。通过高温掺杂合成改性牡蛎壳粉，并用其对模拟草甘膦废水进行吸附研究。结果表明，改性牡蛎壳粉最优制备条件：煅烧温度900 ℃，过筛粒径120目（125 μm），淀粉用量（淀粉质量/牡蛎壳粉质量）15%，煅烧时间2.5 h，并进行碱处理。XRD表明，制备的改性牡蛎壳粉表面成分为CaCO₃和Ca（OH）₂；表面分析结果表明，改性牡蛎壳粉比表面积相较未改性前增大21.3%；红外光谱分析表明，制备的改性牡蛎壳粉存在羟基官能团。改性牡蛎壳粉吸附草甘膦过程符合准二级动力学模型和Langmuir模型，最大吸附量为66.06 mg/g。

关键词: 牡蛎壳粉, 改性, 优化制备, 草甘膦, 吸附

CLC Number:

X592

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https://www.iwt.cn/EN/Y2022/V42/I3/90

Figures/Tables 16

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项目	实验条件
项目	煅烧温度/℃	过筛粒径/μm	淀粉用量/%	煅烧时间/h	酸碱处理
煅烧温度的影响	500、600、700、800、900、1 000	105	20	1	—
过筛粒径的影响	900	200（80目）、150（100目）、125（120目）、105（140目）、97（160目）、88（180目）、75（200目）	20	1	—
淀粉用量的影响	900	125	0、5、10、15、20、25	1	—
煅烧时间的影响	900	125	15	0.5、1、1.5、2、2.5、3	—
酸处理的影响	900	125	15	2.5	酸处理
碱处理的影响	900	125	15	2.5	碱处理

项目	实验条件
项目	煅烧温度/℃	过筛粒径/μm	淀粉用量/%	煅烧时间/h	酸碱处理
煅烧温度的影响	500、600、700、800、900、1 000	105	20	1	—
过筛粒径的影响	900	200（80目）、150（100目）、125（120目）、105（140目）、97（160目）、88（180目）、75（200目）	20	1	—
淀粉用量的影响	900	125	0、5、10、15、20、25	1	—
煅烧时间的影响	900	125	15	0.5、1、1.5、2、2.5、3	—
酸处理的影响	900	125	15	2.5	酸处理
碱处理的影响	900	125	15	2.5	碱处理

样品	比表面积/ （m²·g^-1）	孔容/ （cm³·g^-1）	平均孔径/nm
改性前牡蛎壳粉	5.225	0.018 9	14.48
改性后牡蛎壳粉	6.336	0.028 2	21.15

样品	比表面积/ （m²·g^-1）	孔容/ （cm³·g^-1）	平均孔径/nm
改性前牡蛎壳粉	5.225	0.018 9	14.48
改性后牡蛎壳粉	6.336	0.028 2	21.15

温度/ ℃	Langmuir方程			Freundlich方程
温度/ ℃	q_cal/ （mg·g^-1）	b/ （L·mg^-1）	R²	1/n	lnK	R²
15	70.82	0.015 4	0.999 98	0.103 7	3.491	0.971 4
25	70.32	0.013 3	0.999 94	0.117 3	3.380	0.947 4
35	67.20	0.012 6	0.999 64	0.134 4	3.220	0.749 5

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