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磁性活性炭塗覆有機矽去除氯和硝基酚
银牛娱乐首页:韩研网络部 更新时间:2019-11-14 17:00:54

  酚類化合物及其衍生物由于在石油化工,化學制品,塑料和造紙工業中的廣泛使用而對生物和生態系統構成高水平威脅,因此已成爲人們日益關注的問題。它們包含直接與苯環鍵合的羟基,因此這些酚類化合物具有穩定的共轭體系,導致生物積聚和不良的生物降解。在本次內容中,我們通過共沈澱法將塗覆有綠色矽表面活性劑的活性炭與磁鐵礦顆粒進一步摻混,以增強新設計的磁性矽膠塗覆活性炭在磁場中能更好的固液分離。通過多種實驗測試與通過實際的工業廢水進行測試,對水中的幾種硝基酚類物質進行去除。

  兩種硝基酚類物質在有機矽塗覆磁性活性炭上的吸附研究

  通过研究pH(3-10),接触时间(5-120分钟)和2,4-DNP和2,4-DCP初始浓度的影响来评估活性炭的吸附性能。10–100 mg L -1)。将20 mg的活性炭分散在10 mL的2,4-DNP和2,4-DCP溶液中,两种分析物溶液的温度均保持在室温。将溶液在恒定温度下以250 rpm摇动所需的时间。接下来,通过施加磁场从溶液中分离出吸附剂。使用UV-Vis分光光度法分别测量上清液中2,4-DNP和2,4-DCP分析物的残留浓度。去除率(%)和吸附量。

  振動樣品磁力計

  在这项研究中使用VSM来检查合成活性炭的磁强度。对Fe 3 O 4颗粒,磁性活性炭和机硅涂覆磁性活性炭进行了研究,以研究它们在涂覆时的磁强度趋势。几种材料的磁滞回线分别示于图1(a)-(c)。根据获得的结果。由于存在非磁性活性炭和有机硅表面活性剂涂层,磁强度似乎下降了。这确认涂覆过程成功。但是,尽管在涂覆最终材料机硅涂覆磁性活性炭时磁化强度降低,但其磁强度仍在可接受的范围内,并且强度足以在吸附过程中进行。

  圖1:幾種材料的VSM磁化曲線。

  溶液pH對硝基酚類物質的吸附影響

  作为最重要的控制参数之一的溶液的pH值可能会影响吸附过程中吸附剂的结合能力。从理论上讲,pH可以改变吸附剂活性位上官能团的解离,活性炭的表面电荷以及被吸附物分子的存在状态。分析物的p K a值为2,4-DNP=4.1和2,4-DCP=7.9。由于2,4-DCP的p K a值较高,因此很难获得较低的pH。因此,在pH为3的范围内,进行至pH 10.两种分析物的最优化使用0.01 M NaOH和0.01 M HCl调节分析物溶液的pH。使用分批技术进行该实验,其中每种pH调节后的分析物溶液分别在20 mg吸附剂的存在下振摇60分钟。图2(a)和(b)显示了两种分析物的去除趋势。

  圖2:pH對兩種硝基酚類物質的影響。

  活性炭與汙水的接觸時間對去除硝基酚類物質的影響

  接觸時間是必不可少的優化參數,可提供吸附持續時間,以最大程度地從水性介質中去除目標分析物。因此,爲了確定最大吸收的平衡時間並建立吸附過程的動力學,兩種分析物的接觸時間在5至120分鍾的範圍內進行了研究。圖3表明,有機矽塗覆磁性活性炭對2,4-DCP和2,4-DNP兩種硝基酚類物質的最大吸附約爲60分鍾,並且在60分鍾後沒有發現吸附進一步增加。

  圖3:接觸時間對去除2,4-DNP和2,4-DCP的影響。

  可重用性研究

  出于經濟和資源方面的考慮,活性炭的可重複使用性是重要的過程。爲了在去除過程中有用,被吸附的物質應在合適的條件下容易地解吸,並且活性炭應使用多次以降低材料成本。因此,使用五個吸附-解吸循環評估了吸附在有機矽塗覆磁性活性炭上的2硝基酚類物質的吸附劑可重複利用性和解吸。丙酮溶液用作脫附劑,以除去吸附的2,4-DCP和2,4-DNP分子。解吸過程之後,使用外部磁場將物料分離,並在下一個循環之前將其完全幹燥。分析六個循環後的去除百分比,在前三個循環中,去除率幾乎恒定,去除率分別爲78%(2,4-DCP)和89%(2,4-DNP)。在第四個循環中,由于解吸過程中材料表面特性的浸出,去除效率略有下降,從而使去除性能下降。對材料的可重複使用性研究表明,該材料可以重複使用多達三個周期,去除效率分別爲82.9%(2,4-DNP)和74.4%(2,4-DCP)。這證明本次制成的活性炭可以作爲一種經濟好用的吸附劑,用于在工業應用中從水溶液中除去氯和硝基酚類化合物。

  非离子有机硅表面活性剂对磁性活性炭的涂覆形成了一种新型的磁性活性炭,该活性炭能够有效去除氯和硝基酚类化合物。在水性样品中去除两种硝基酚类物质的测试数据中,在pH 6的环境下(2,4-DCP)和pH 4(2,4-DNP)下获得了较高的去除率。与磁性活性炭相比,涂覆了有机硅的活性炭表现出更好的去除效率。有机硅表面活性剂的存在表明其增强的吸附能力是由于疏水作用,氢键和结合位点与分析物之间的π-π相互作用所致。然而,由于2,4-DNP比2,4-DCP具有更强的吸电子能力,因此具有更高的吸附能力。此外,与其他基于活性炭涂覆表面活性剂的研究相比,经我们的测试,这种类型的有机硅表面活性剂是比较环保的。因此具有从水样品中去除有机污染物的巨大潜力。考虑到这种杂化材料的卓越性能,可以肯定的是,机硅涂覆磁性活性炭可以用作去除其他现有有害有机污染物的优良吸附剂。

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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