活性炭從水溶液中去除乙酰胺
乙酰胺類化學品因水溶性高，和對昆蟲的高毒性而廣泛使用。由于其高溶解度，污染了各種基質(zhì)(水，土壤，植物和水生物種)。雖然對哺乳動物低毒性但是超量攝取還是會引起一些問題，所以我們需要去除水中的乙酰胺。有技術(shù)員提出一種簡便的生態(tài)友好型方法，用于去除乙酰胺類化學品。該方法基于使用磷酸的化學活化來提高碳材料的吸附效率。將吸附劑中的碳含量提高到(35%–50%)。磷酸在將前驅(qū)物轉(zhuǎn)化為活性炭中的作用是促進前驅(qū)物的分解并在低溫下形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使孔更開放，然后擴大表面積，制成微孔和中孔活性炭作為吸附劑來處理水中的乙酰胺。
活性炭吸附過程有那些影響因素
我們研究了不同參數(shù)對活性炭去除乙酰胺的影響，例如吸附劑的劑量，pH，乙酰胺的初始濃度和接觸時間。吸附劑的用量是吸附過程中的重要參數(shù)，因為它決定了系統(tǒng)中吸附劑與被吸附物的平衡以及給定濃度下吸附劑的容量。吸附劑劑量對由活性炭去除啶蟲脒的效果在不同的吸附劑的劑量從0.02-0.2克/100毫升變化進行了研究，如圖1。隨著活性炭吸附劑劑量的增加，對乙酰胺的去除百分率從27.8%增加到92.5%。這可以歸因于活動站點數(shù)量的增加。在較高的吸附劑量下，由于聚集體的形成，吸附位點的使用不完全。與去除百分率相反，隨著吸附劑劑量的增加，活性炭對乙酰胺的吸附能力下降了一些。注意到在0.1g的吸附劑劑量之后，吸附效率沒有顯示出顯著的增加，這表明了吸附位點的飽和。對于通過活性炭去除乙酰胺實驗而言，0.1 g的吸附劑量似乎是合適的。
圖1：(A)吸附劑劑量的影響;(B)pH;(C)活性炭的電勢;(D)乙酰胺的初始濃度;(E)通過活性炭除去乙酰胺的接觸時間。
在初始濃度為25 µg/mL和吸附劑劑量為0.1 g的pH范圍為2-8的情況下，研究了pH對活性炭去除乙酰胺的影響。pH對在不同pH值(2-8)下從水溶液中除去乙酰胺到活性炭上的作用以及活性炭的Zeta電位的影響如圖1b，c所示。在pH 5.0時，對乙酰胺的去除率達到較大值(86.99%)。在pH>5時，去除百分率降低，在pH 8時達到83.2%。這些結(jié)果表明，與較高的pH值相比，pH 5更適合最大量的吸附。圖6c顯示活性炭的PZC為6.0，并且其表面在pH 5處帶有負電荷。因此，對于隨后所有帶正電的吡蟲啉分子的去除步驟，均選擇pH 5。較大的吸收歸因于表面基團和被吸附分子之間的強烈范德華力吸引。
初始濃度為10-100 µg/mL可以提高初始濃度。如圖1D所示，在將乙酰胺的初始濃度從10 mg/L更改為100 mg/L時，吸附容量從9.94 mg/g增加到36.31 mg/g，去除效率從99.37%降低到40.275%。這些結(jié)果表明，活性炭對乙酰胺類的吸附取決于初始濃度。
接觸時間是通過活性炭去除乙酰胺的重要參數(shù)。如圖1E所示，活性炭在頭10分鐘內(nèi)對乙酰胺的吸附過程迅速，去除率達70.1%，在240分鐘后達到高值(91%)。由于在吸附劑表面上所有可用的吸附位點都被占據(jù)，對乙酰胺類的吸附在240分鐘時達到平衡。接觸時間的進一步增加不影響吸附。
用磷酸活化制成的活性炭應用于從水溶液中去除乙酰胺類化學品。乙酰胺的吸附受吸附劑量，pH，初始濃度，接觸時間和溫度的影響。根據(jù)實驗結(jié)果可以了解到，活性炭是從水性介質(zhì)中去除乙酰胺類化學品的良好吸附劑。
本文作者：董帝豪
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