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活性炭净化污染水中酚红染料的研究
文章编辑:韩研网络部 更新时间:2019-5-14 15:02:55

  苯酚红是一种精加工的纺织染料,通过工业废水进入水体。由于其毒性在水中会对环境产生危害,所以需要去除。活性炭可以通过物理方法和化学方法制备,一般高质量椰壳活性炭的高成本限制了其作为吸附剂用于处理被有机染料污染的水的用途,一般用于高品质的纯水净化。在本文中,使用低成本的废弃植物生物质来源的活性炭被用于从水溶液中除去酚红染料。

  活性炭材料的分析

  低成本的废弃植物生物质有很多来源,比如使用稻壳,甘蔗渣,玉米芯,或者菠萝叶等材料通过不同的工艺和活化方法制成活性炭。这些活性炭能从污染水中去除染料中起到重要作用。大家通过将原材料浸泡在2%NaHCO 3水溶液中24小时,然后过滤。将残余物用蒸馏水反复洗涤直至达到中性pH,并在120℃的热空气烘箱中干燥10小时。将产物在500℃的炉中加热获得活性炭,接着把活性炭在研钵中粉碎并分级成不同的筛目尺寸。

  SEM分析:图1中所示的合成的活性炭粉末的扫描电子显微镜(SEM)图像清楚地显示其高度多孔和不均匀的形态,平均颗粒尺寸为6.7μm。

  能量色散X射线分析:合成的大麦壳衍生的活性炭的能量色散X射线(EDX)光谱如图2所示。在吸附剂中检测到的元素是:C,O,Si,S,Cl,Sn和Ca,活性炭中C是主要成分,然后是氧。

  参数对活性炭吸附的影响

  影响酚红初始浓度的影响:q e(每克吸附剂吸附的酚红量)(mg g-1)与接触时间(min)的关系,使用不同的初始浓度(5-35mg)在给定的吸附剂量(5g L-1)和pH(2.0)下,L-1的酚红显示在图3中。由于吸附-解吸平衡,每个图表显示吸附随接触时间的初始增加,然后在特征接触时间达到饱和,表明在研究活性炭上酚红的单层覆盖。吸附的染料量和达到吸附平衡所需的时间随着底物(染料)初始浓度的增加而增加。很明显,因为在较高的染料初始浓度下,活性炭表面上相互作用的吸附分子的数量变得更高。

  pH对吸附的影响:由于氢和氢氧根离子通常在活性炭表面上非常强烈地吸附,因此其他离子的吸附也受到溶液pH的影响。pH也影响染料的离子化程度以及吸附剂的表面性质。作为pH的函数的活性炭中酚红染料的百分比吸附的图示于图4中。观察到(a)染料的吸附在2至4的范围内迅速降低。(b)在4-8的pH范围内吸附的减少变慢,和(c)在pH8-10的吸附下急剧下降。在研究的活性炭上染料吸附的这种独特的pH依赖性变化可能是由于吸附物的复杂性质以及吸附剂在不同介质pH下的净电荷变化。

  吸附剂剂量的影响:使用给定的前者初始浓度和pH,作为活性炭负载的函数吸附的酚红染料的百分比(w/w)的图示于图5中。在其研究范围内,随着活性炭负荷的增加,染料的吸附增加。这可能是因为在增加活性炭负载,它的表面面积,因而活性位点/吸附物(染料)分子的可用性增加。

  研究结论

  苯酚红染料在活性炭上的吸附遵循伪二级动力学模型,虽然吸热,吸附过程主要受熵增益的支撑。然而,活性炭的染料去除效率随着前者的初始浓度的增加而降低,所以使用活性炭的量与水溶液中酚红的浓度有很大关系,当用量合适能达到很好的效果。结果表明,活性炭可用作处理受酚红污染水的效果不错却又低成本的吸附剂。

文章标签:椰壳活性炭,果壳活性炭,煤质活性炭,木质活性炭,蜂窝活性炭,净水活性炭.

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