活性炭除去氯化苯酚
活性炭除去氯化苯酚，在這項(xiàng)研究中，活性炭通過(guò)兩個(gè)階段的活化從一種植物種子中制備。將干燥的植物種子在300℃下半碳化1小時(shí)，然后用氯化鋅(ZnCl 2)浸漬碳化的樣品。ZnCl 2：樣品浸漬比率(w/w)從1：1變?yōu)?：1。通過(guò)產(chǎn)率，灰分，含水量，pH值，2,4-二氯酚和表面官能團(tuán)的吸附質(zhì)量來(lái)表征活性炭。
氯酚的廣泛使用給人類帶來(lái)了許多負(fù)面影響。例如，五氯苯酚是人體血液，血漿和魚(yú)類中最常見(jiàn)的酚類化合物之一。目前，水溶液中活性炭對(duì)氯酚化合物的吸附已被報(bào)道為水處理的有效方法。當(dāng)碳粒子以準(zhǔn)石墨方式排列時(shí)形成活性炭。它是一種無(wú)定形碳，由高度的孔隙度和良好的吸收性組成。我們發(fā)現(xiàn)了一種植物種子，這類種子占新鮮水果重量的5%左右。種子中含有大量的木質(zhì)纖維素物質(zhì)，因此適合用于合成活性炭。這類種子被認(rèn)為是低成本的農(nóng)業(yè)廢棄物，并在水果加工廠中可用度高。種子的主要成分是適合制備活性炭的球蛋白，纖維素，半纖維素和木質(zhì)素。
因此，在這項(xiàng)研究中，這種植物種子被用作替代吸附劑的前體，以確定其對(duì)去除2,4-二氯酚水溶液的影響，取代工業(yè)中的商業(yè)活性炭領(lǐng)域。活性炭使用兩種不同的方法生產(chǎn)。其中一種方法是兩階段化學(xué)活化。使用氯化鋅(ZnCl 2)作為化學(xué)活化的活化劑，固定比例的活化劑與所用前體的比例。使用灰分，水分含量，pH值，產(chǎn)物收率和2,4-二氯苯酚吸附容量來(lái)表征所制備的活性炭。
活性炭制作過(guò)程占時(shí)不介紹，成品活性炭吸附能力測(cè)試，0.1克5個(gè)活性炭樣品用不同的浸漬比放入5個(gè)含有600mL 20 mg L−1 2,4-二氯苯酚溶液的錐型燒瓶中。將該溶液攪拌1小時(shí)。然后，從溶液中過(guò)濾出活性炭，并用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)分析濾液。以2,4-二氯苯酚溶液的pH值，初始濃度和活性炭吸附劑用量為參數(shù)，研究了樣品吸附動(dòng)力學(xué)和吸附等溫線的吸附等溫線。
物理特性：產(chǎn)量，水分和灰分含量百分比以及活性炭1-活性炭5的pH如表1示。
表1?；钚蕴?/font>的相對(duì)產(chǎn)量，水分，灰分和pH。
| 樣品 | 產(chǎn)量 （％） | 水分含量 （％） | 灰分含量（％） | pH值 |
|---|---|---|---|---|
| 活性炭1 | 20.05 | 3.58 | 4.59 | 6.07 |
| 活性炭2 | 20.89 | 2.61 | 5.41 | 5.57 |
| 活性炭3 | 24.02 | 2.13 | 6.79 | 5.30 |
| 活性炭4 | 22.77 | 1.80 | 7.82 | 5.10 |
| 活性炭5 | 20.03 | 1.60 | 8.16 | 5.03 |
從表1以看出，活性炭可用通過(guò)提高ZnCl 2浸漬比例可以降低樣品的含水量，這是因?yàn)閆nCl 2具有優(yōu)異的脫水特性，并且部分ZnCl 2不會(huì)從樣品中洗出。雖然ZnCl 2在交流制備中是一種優(yōu)異的活化劑，但是由于污染問(wèn)題，現(xiàn)在基本不怎么用了。
活性炭水分含量高可以減少2,4-DCP的吸附，所以樣品必須在110°C的烘箱中干燥24小時(shí)。此外，在運(yùn)行吸附實(shí)驗(yàn)之前預(yù)先干燥樣品可以避免高含水量，稀釋活性炭，并且在實(shí)驗(yàn)期間需要使用額外的重量碳?；钚蕴?和活性炭5含水量的差異不明顯，因?yàn)檫M(jìn)一步增加ZnCl 2的浸漬比例對(duì)活性炭含水量影響很小或沒(méi)有影響。
灰分含量是不與碳表面化學(xué)鍵合的非碳或礦物雜質(zhì)?；曳钟刹煌牟恍枰牡V物質(zhì)組成，它在熱解之后變得更加集中。通常，原料的類型對(duì)活性炭的灰分含量有重要影響。交流高灰分并不理想，因?yàn)樗档土宋侥芰蜋C(jī)械強(qiáng)度。
使用SEM研究制備的活性炭的形態(tài)結(jié)構(gòu)(圖1)。
圖1。SEM顯微照片(×1000放大倍數(shù))(a)植物種子(b)活性炭1(c)活性炭2(d)活性炭3(e)活性炭4(f)活性炭5。
活性炭用量對(duì)2,4-二氯苯酚吸附的影響
吸附劑量是用于確定吸附劑對(duì)于給定的2,4-二氯苯酚初始濃度的容量和去除效率的參數(shù)?；钚蕴縿┝繉?duì)2,4-二氯苯酚吸附的影響。隨著活性炭用量的增加，2,4-二氯苯酚去除效率的趨勢(shì)增加。隨著活性炭劑量從0.1g增加到0.5g，2,4-二氯苯酚的去除百分比從34.50-87%增加。當(dāng)活性炭的劑量增加時(shí)，自由表面積和吸附位點(diǎn)也增加。因此，更多的2,4-二氯苯酚分子可以被吸附在活性炭表面上。
制備活性炭的主要官能團(tuán)包括胺，羰基，對(duì)稱和不對(duì)稱烷基和氯化物基團(tuán)。發(fā)現(xiàn)浸漬比例為1：3的活性炭由在所制備的活性炭的表面上廣泛分布的微孔和中孔組成，通過(guò)從所有樣品拍攝的SEM圖像觀察。從活性炭批次吸附2,4-二氯苯酚的結(jié)果來(lái)看，0.5克活性炭提供了更好的去除效率ppm的2,4-二氯苯酚溶液在pH 3下進(jìn)行。從番石榴種子制備的活性炭被發(fā)現(xiàn)是用于從含水介質(zhì)中除去2,4-二氯苯酚的有效吸附劑。
本文作者：董帝豪
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