活性炭吸附亞甲基藍(lán)研究
氧化鐵活性炭是在氧化和鐵浸漬活性炭后合成的?；钚蕴亢脱趸F活性炭都通過pH、ZPC和FTIR光譜表征。在各種實(shí)驗(yàn)條件下，通過活性炭和氧化鐵活性炭去除亞甲基藍(lán)。在7-10的pH范圍內(nèi)，氧化鐵活性炭的去除率高達(dá)95%(高于活性炭)。雖然反應(yīng)動(dòng)力學(xué)是偽二次的，但是總體速率受到諸如膜擴(kuò)散，孔擴(kuò)散和顆粒內(nèi)擴(kuò)散的多個(gè)過程的控制?；钚蕴亢脱趸F活性炭(分別為21.79和14.82 kJ / mol)的亞甲基藍(lán)攝取的活化能值顯示了物理吸附過程。在再生研究中，氧化鐵活性炭已經(jīng)顯示出持續(xù)≥90%的亞甲基藍(lán)去除，甚至多達(dá)10次重復(fù)循環(huán)。
提供新鮮空氣和清潔水是生物體非常重要的。因此，保持淡水資源的質(zhì)量仍然是挑戰(zhàn)。當(dāng)然，從工業(yè)場所釋放的污泥和殘留物通常含有的污染物是有害的，這會(huì)使水質(zhì)惡化。有害物如金屬，染料，農(nóng)藥和許多作為工業(yè)作業(yè)和農(nóng)業(yè)徑流排放的抗生素的存在正在對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的威脅。合成染料賦予廢水的顏色，這最終會(huì)擾亂水生生物的生長活性，并且負(fù)責(zé)增加化學(xué)需氧量。此外，染料通過吸收陽光來抑制光合作用過程，這是水生植物生長所必需的。這些污染物也因其致突變性和致癌性而威脅到食物循環(huán)和水生生物[。與染料相關(guān)的健康風(fēng)險(xiǎn)是嘔吐，黃疸，加速心率，休克和組織壞死。因此，在進(jìn)入水系統(tǒng)之前，對(duì)含有染料的工業(yè)廢水進(jìn)行處理至關(guān)重要。大量的物理化學(xué)方法，如混凝和氧化，吸附，納米過濾和絮凝，離子交換和膜處理已用于從廢水和工業(yè)廢水中除去合成染料。
然而，活性炭已經(jīng)廣泛用作水介質(zhì)的凈化，氣/固相分離，催化，電化學(xué)過程等中的吸附劑。活性炭的表面特性，即擴(kuò)展的孔隙率和高表面積，容易分離的，低運(yùn)行成本和顯著吸著親和力使活性炭一個(gè)通用和優(yōu)選的材料用于各種應(yīng)用。為進(jìn)一步提高效率，研究了活性炭的修改和可重用性。
本文簡單介紹了活性炭的表面改性以改善其對(duì)亞甲基藍(lán)的吸附親和力和廢吸附劑的再生。為了在活性炭上產(chǎn)生更多的活性位點(diǎn)，通過使用氧化劑修飾表面，然后用鐵前體浸漬以產(chǎn)生鐵浸漬的活性炭?；钚蕴亢脱趸F活性炭都經(jīng)過充分表征，并對(duì)水系統(tǒng)的亞甲基藍(lán)攝取進(jìn)行了研究。對(duì)于實(shí)際應(yīng)用，廢吸附劑的可重用性是首要的經(jīng)濟(jì)利益，首先是降低運(yùn)行成本，其次是解決廢棄吸附劑的處理問題，這是昂貴的選擇和浪費(fèi)資源。
由于表面氧化和鐵浸漬，活性炭的表面電荷密度(pH ZPC)從7.4降低到4.3，這有助于增加氧化鐵活性炭的酸性特征，這對(duì)于陽離子染料(亞甲基藍(lán))在水系統(tǒng)中有著更高效的吸附水平。與其對(duì)應(yīng)物活性炭在pH(2-10)的整個(gè)范圍(在環(huán)境溫度(298K))的有利情況下，氧化鐵活性炭的亞甲基藍(lán)去除百分比一直很高，并且需要較低的劑量(0.2g顯示高達(dá)98%)。動(dòng)力學(xué)建模表明，偽二階模型很好地解釋了反應(yīng)機(jī)理，但整體吸附過程受到膜擴(kuò)散，孔擴(kuò)散和顆粒內(nèi)擴(kuò)散等多種工藝的控制。目前工作的可行性和有效性與廢吸附劑的可重用性研究相關(guān)。觀察活性炭和氧化鐵活性炭的吸附/解吸行為，我們可以得出結(jié)論，氧化鐵活性炭比在連續(xù)流動(dòng)系統(tǒng)中使用的未改性活性炭更合適。氧化鐵活性炭在10次循環(huán)后反復(fù)使用，還具有高達(dá)90%的高脫除率，反映其高再生能力。氧化鐵活性炭是從廢水中去除陽離子染料污染物的優(yōu)質(zhì)吸附劑材料。
本文作者：董帝豪
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