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活性炭凈化污染水中酚紅染料的研究

文章作者：韓研網絡部更新時間：2019-5-14 15:02:55

　　苯酚紅是一種精加工的紡織染料，通過工業廢水進入水體。由于其毒性在水中會對環境產生危害，所以需要去除。活性炭可以通過物理方法和化學方法制備，一般高質量椰殼活性炭的高成本限制了其作為吸附劑用于處理被有機染料污染的水的用途，一般用于高品質的純水凈化。在本文中，使用低成本的廢棄植物生物質來源的活性炭被用于從水溶液中除去酚紅染料。

　　活性炭材料的分析

　　低成本的廢棄植物生物質有很多來源，比如使用稻殼，甘蔗渣，玉米芯，或者菠蘿葉等材料通過不同的工藝和活化方法制成活性炭。這些活性炭能從污染水中去除染料中起到重要作用。我們通過將原材料浸泡在2%NaHCO 3水溶液中24小時，然后過濾。將殘余物用蒸餾水反復洗滌直至達到中性pH，并在120℃的熱空氣烘箱中干燥10小時。將產物在500℃的爐中加熱獲得活性炭，接著把活性炭在研缽中粉碎并分級成不同的篩目尺寸。

　　SEM分析：圖1中所示的合成的活性炭粉末的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像清楚地顯示其高度多孔和不均勻的形態，平均顆粒尺寸為6.7μm。

　　能量色散X射線分析：合成的大麥殼衍生的活性炭的能量色散X射線(EDX)光譜如圖2所示。在吸附劑中檢測到的元素是：C，O，Si，S，Cl，Sn和Ca，活性炭中C是主要成分，然后是氧。

　　參數對活性炭吸附的影響

　　影響酚紅初始濃度的影響：q e(每克吸附劑吸附的酚紅量)(mg g-1)與接觸時間(min)的關系，使用不同的初始濃度(5-35mg)在給定的吸附劑量(5g L-1)和pH(2.0)下，L-1的酚紅顯示在圖3中。由于吸附-解吸平衡，每個圖表顯示吸附隨接觸時間的初始增加，然后在特征接觸時間達到飽和，表明在研究活性炭上酚紅的單層覆蓋。吸附的染料量和達到吸附平衡所需的時間隨著底物(染料)初始濃度的增加而增加。很明顯，因為在較高的染料初始濃度下，活性炭表面上相互作用的吸附分子的數量變得更高。

　　pH對吸附的影響：由于氫和氫氧根離子通常在活性炭表面上非常強烈地吸附，因此其他離子的吸附也受到溶液pH的影響。pH也影響染料的離子化程度以及吸附劑的表面性質。作為pH的函數的活性炭中酚紅染料的百分比吸附的圖示于圖4中。觀察到(a)染料的吸附在2至4的范圍內迅速降低。(b)在4-8的pH范圍內吸附的減少變慢，和(c)在pH8-10的吸附下急劇下降。在研究的活性炭上染料吸附的這種獨特的pH依賴性變化可能是由于吸附物的復雜性質以及吸附劑在不同介質pH下的凈電荷變化。