活性炭從水中除去結(jié)晶紫
由納米磁性氧化鐵合成的磁性改性活性炭用于從水溶液中快速有效地除去結(jié)晶紫。大量染料的生產(chǎn)和應(yīng)用于各行業(yè)。只需少量染料(少于1ppm對(duì)于某些染料)就可以讓你看見(jiàn)水中帶有顏色。由于廢水中大多數(shù)染料對(duì)光和氧化穩(wěn)定，并且耐氧消化，對(duì)水生生物會(huì)產(chǎn)生損害。結(jié)晶紫(CV)是用于各種行業(yè)的常用染色劑，包括合成基本陽(yáng)離子染料，和紡織印染行業(yè)等。
各種處理進(jìn)行用于從廢水中去除染料包括活性炭吸附和吸附劑，化學(xué)和電化學(xué)氧化，膜分離工藝，光降解等。磁分離技術(shù)已經(jīng)在環(huán)境技術(shù)中發(fā)現(xiàn)了重要的應(yīng)用。在吸附過(guò)程中，磁吸附劑可以很容易地從吸附過(guò)程中與溶液分離。吸附劑如花生殼，木屑，面包酵母細(xì)胞，椰殼活性炭等進(jìn)行了研究，以去除染料和其他伴隨物質(zhì)。由于活性炭是用于除去染料的最有用的吸附劑之一，在本研究中，活性炭被納米磁性氧化鐵修飾以快速有效地去除結(jié)晶紫。SEM圖像表明吸附劑顆粒的尺寸為納米級(jí)。研究了吸附劑去除效率。檢測(cè)了吸附過(guò)程的影響參數(shù)。獲得結(jié)晶紫對(duì)磁性改性活性炭的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)吸附參數(shù)。
磁改性活性炭的合成
河南博友技術(shù)員合成磁性改性活性炭。將1g活性炭與150ml氫氧化鈉0.5mol / l接觸30分鐘，并用攪拌器充分混合。然后，加熱至沸騰。50ml含F(xiàn)e(NO 3)3 0.2M和FeSO 4的溶液快速加入0.1M。將混合物轉(zhuǎn)移到蒸餾燒瓶中回流2小時(shí)。通過(guò)磁鐵收集磁性改性活性炭，然后用水，甲醇和丙酮洗滌數(shù)次以除去過(guò)量的氫氧化鈉。然后將其置于80℃的烘箱中干燥12小時(shí)。磁性改性活性炭的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像如圖 1所示，表明合成磁性顆粒的尺寸小于100nm。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程用1-10毫克磁改性活性炭，1-10分鐘接觸時(shí)間，3-9個(gè)pH值，以及20,30和40℃進(jìn)行10毫升結(jié)晶紫溶液(5毫克/升)的批次吸附實(shí)驗(yàn)。由于吸附劑的劑量可以強(qiáng)烈影響吸附能力，吸附過(guò)程是用不同劑量的吸附劑(1-10毫克)進(jìn)行的。獲得的結(jié)果如圖 2所示，增加吸附劑的數(shù)量增加了接觸表面積和可交換位點(diǎn)，然后增加了染料的去除百分比。為了研究pH對(duì)吸附劑的影響，pH調(diào)節(jié)范圍在3到9之間。實(shí)驗(yàn)日期表明，去除染料在pH值9時(shí)非常有效。pH對(duì)去除結(jié)晶紫的影響。像結(jié)晶紫陽(yáng)離子染料物在堿性pH 吸附在活性炭表面。在從27℃(環(huán)境溫度)至70℃開(kāi)始的不同溫度范圍內(nèi)檢查染色劑去除。在25℃，27℃，40℃，50℃，60℃和70℃下，將10mg染料溶液5mg / l與0.01g磁性改性活性炭在pH 5下接觸5分鐘。獲得的熱力學(xué)參數(shù)如表1所示。自由能(ΔG負(fù)值0)表示的染料去除和吸附過(guò)程的自發(fā)性質(zhì)的可行性。ΔH0的值證實(shí)了結(jié)晶紫對(duì)磁性改性活性炭的吸附是吸熱過(guò)程。正ΔS 0表明到納米吸附劑結(jié)晶紫的親和力。
磁性改性活性炭是一種完美而有效的吸附劑，可從水樣中快速去除結(jié)晶紫。吸附的動(dòng)力學(xué)是偽二階。Langmuir等溫線可以很好地描述吸附模型。通過(guò)增加溫度可增強(qiáng)吸附能力和吸附強(qiáng)度。結(jié)果表明，磁性改性活性炭具有很大的去除結(jié)晶紫的潛力，磁吸附劑也可以在吸附過(guò)程后使用磁鐵或適當(dāng)?shù)拇胚x機(jī)簡(jiǎn)單地從溶液中除去。所得到的結(jié)果表明，該吸附劑在更短的時(shí)間內(nèi)更能夠去除染料 。
本文作者：董帝豪
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