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活性炭對鋅的吸附
银牛娱乐首页:韩研网络部 更新时间:2019-11-7 15:47:40

  地表水和地下水都被天然和人爲來源的雜質汙染。通常像镉,鉻,銅,鎳和鋅等金屬通常會帶來汙染問題。環境中重要的人爲鋅源包括:金屬礦開采,農業來源例如肥料和肥料,汙水汙泥,冶金工業,例如特殊合金和鋼的生産,垃圾滲濾液,金屬表面處理行業中的電鍍和其他來源,例如電池。對于人類來說,鋅是一種重要的微量營養素,但過高的量的鋅會導致很多問題。因此,有效去除水中的鋅至關重要。存在多種去除鋅的方法和方法的組合,但是吸附是去除重金屬如鋅的合適的方法,因爲它簡單,高效和和具有再生潛力。活性炭是用于水淨化的應用廣泛的吸附劑,用于水處理的活性炭一般是使用例如椰子殼或煤作爲前體制備的。在這項研究中,從木質纖維素廢料生物質中制備了活性炭,並將其用于脫鋅。

  图1:活性炭對鋅的吸附。

  實驗過程結果數據

  活性炭用于去除锌我们研究了pH,竞争离子,初始​​浓度,吸附剂量,温度,时间和脱附的影响。进行了等温线分析,动力学建模和热力学计算。还针对商用活性炭作为参考样品进行了实验,但未显示结果,因为根据初始Zn浓度和吸附剂量(1 g/L–10 g/L),去除率为10–30%。

  等溫線模型

  几个非线性等溫線模型被应用于实验数据。但是,根据R 2值和RMSE,Sips模型显然是最佳拟合(R 2=0.95,RMSE=1.81)。因此,表3中仅列出了最传统的Langmuir和Freundlich等温线的参数,以及Sips等温线。相应的配合如图2所示。Sips模型的适用性是一个非常合理的结果,因为众所周知,它可以很好地代表异质表面上的吸附,这是基于活性炭材料的情况。

  圖2:Langmuir,Freundlich和Sips模型應用于實驗結果。

  活性炭的吸附動力學研究

  如图3所示,室温下活性炭對鋅的吸附速度非常快。在最初的60分钟内可以实现将近80%的去除。在240分钟时达到吸附平衡,此后保持恒定。锌的最大去除量和吸附容量分别为95%和14.4 mg/g。快速去除杂质是典型的含碳吸附剂。

  圖3:去除鋅與時間的關系。重複進行實驗,結果範圍最大爲3個百分點。

  溫度的熱力學效應

  通過在三種不同溫度(10°C,22°C和40°C)下進行實驗,研究了溫度對活性炭吸附的影響,以研究吸附系統在較冷環境或高溫工藝用水中的工作方式。在10°C,22°C和44°C下的去除率分別爲88%,91%和92%。因此,溫度對鋅的去除沒有有意義的影響,並且所生産的材料可以在寬的溫度範圍內有效地使用。

  解吸實驗

  吸附后,用过的活性炭可以被处理掉或再生。在这两种情况下,都会产生二次污染。金属负载的二手废炭也是属于危废的。在再生中,金属以溶液形式被回收,并且再生溶液会引起二次污染。因此,所使用的再生溶液起着重要的作用,并且优选使用无害的再生溶液。通常使用的再生溶液是盐酸,H 2 SO 4,1M氯化钾,0.01M的NaNO 3和NaCl。活性炭的可再生性对于提高成本效益至关重要。在这项研究中,使用0.1 M HCl进行Zn解吸,解吸實驗的结果如图4所示。用过的活性炭与解吸溶液接触后立即发生解吸。解吸率为80%,与时间无关。因此,可以使用无害化学物质快速再生活性炭。

  圖4:解吸與時間的關系。

  本期我們研究了活性炭對Zn(II)離子的吸附。發現鋅吸附到活性炭上不是溫度依賴性的。吸附等溫線遵循Sips等溫線和Elovich動力學模型。熱力學計算表明吸附過程是自發的,則在吸附過程中熵增加,並且吸附過程由吸熱物理吸附。將活性炭的吸附能力與其他人中提出的用于脫鋅的其他吸附劑進行了比較。結論是,活性炭這種材料可用于從廢物生物質中去除鋅的合適吸附劑,並且活性炭還可以在寬溫度範圍和高濃度範圍內使用。

文章標簽:椰殼活性炭,果殼活性炭,煤質活性炭,木質活性炭,蜂窩活性炭,淨水活性炭.

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