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活性炭吸附镍和锌

来源:韩研活性炭网 作者:韩研活性炭网 2018-04-04

  活性炭吸附镍和锌,通过在500℃下碳化30分钟从农作物废弃纤维制备活性炭。随后用氯化铵活化。活性炭的特征是pH值,体积密度,灰分含量,表面积和表面积。使用一定范围的金属离子浓度研究活性炭对镍和锌的平衡吸附。去除效率的差异可以用金属离子的水合能来解释。吸附剂水界面处金属离子的金属离子浓度范围的分配系数高于连续相中的浓度。

  重金属是持久性污染物,倾向于积聚在环境中。由于其毒性,累积行为和对人类健康的影响,重金属污染已成为越来越令人担忧的问题。工业和矿业废水中这些重金属的去除近年来受到了很多关注。通常应用的两种去除技术沉淀和离子交换需要使用昂贵的化学品和/或合成树脂。在过去几年中,吸附已被证明是一种经济上可行的用于去除废水中金属离子的替代方法。最近,通过使用活性炭的吸附技术对废水进行了重点处理。许多实验证明农副产品制成活性炭的发展。在继续研究农副产品在生产用于环境污染监测和控制的活性炭生产中的潜在应用方面,我们报告了使用从一些农作物废弃纤维获得的活性炭从水溶液中去除镍和锌。

  材料和方法

  从纤维制备活性炭:将纤维洗涤粉碎并在150℃烘箱干燥以去除水分和研磨物。将细磨的纤维与NH4Cl 的水溶液混合。将混合物在100mL烧杯中煮沸2-3小时,并将得到的糊状物在烘箱中在110℃下干燥3-6小时。干燥的样品在氮气下在管式炉中在500℃碳化45分钟。冷却至室温后,样品用稀盐酸洗涤,然后用蒸馏水除去活化化学品。将活性炭置于烘箱中过夜,在110℃下干燥。

  制成的活性炭pH测定的表征:通过将1.0g样品浸入100mL蒸馏/去离子水中并搅拌1小时来测定碳的pH。

  堆积密度:活性炭的堆积密度由流动程序确定。

  总表面电荷的测定:总表面电荷的测定结果表示为每克样品过量OH-中和的mmol H +。

  表面积测定: 活性炭的表面积由碘吸附法确定。通过用标准硫代硫酸盐溶液滴定空白来估计从水溶液中吸附的碘的量,并与含有样品的碘滴定进行比较。

  金属离子的吸附:通过用蒸馏水/去离子水稀释金属离子的储备溶液(10mmol L -1)制备一系列金属离子溶液(0.5-2.5mmol L -1)。将1克活性炭在100毫升金属离子溶液中搅拌2小时。在实验开始和结束时记录浆液的pH值。用原子吸收分光光度计测定残余金属离子浓度。计算活性炭上吸附的金属离子的量作为初始浓度与平衡浓度之间的差值。

  活性炭的特性:研究了由纤维制备的活性炭和非活性炭的物理化学性质。这些属性在表1中给出。这些结果与商业活性炭的数据相比有利。表面积是设计用于从液体介质吸附化合物的活性炭的一个最重要的特征。活化的纤维碳的表面面积被发现是835.77m2 g–1,这与商业活性炭,其是约850-1000m2 g–1相比是有利的。大表面积通常是良好吸附剂的要求。激活和非活性炭的表面积被发现是835.77和602.8m2 g–1分别。这表明化学活化增加了纤维碳的表面积。键合到碳表面的基本基团的类型和净电荷对于理解离子分子活性炭上的吸附机制是重要的。活性炭的总表面电荷与某些商业级活性炭的报告值相当。

  活性炭吸附量:表2结果表明,NH4Cl的化学活化增加了碳的活性。结果还表明,Zn2+吸附在活性炭和非活性炭上的量高Ni2+。在给定的平衡浓度下金属离子吸附量的差异可以根据它们的离子半径,水合能,离子迁移率和扩散系数来解释。水合能是一个重要的参数,因为金属离子的水解通过用羟基置换内配位球中的水配体而发生。吸附可能直接与水解之前外水合球的损失有关。根据这些参数,Zn 2+ 会在吸附过程中导致更高的程度。其他使用各种原料的工人也有类似的倾向。

  由农作物纤维制备的活性炭已经用于在初始金属离子浓度范围内吸附Ni2+和Zn2+。从结果中,发现金属离子的吸附容量为:Zn2+>Ni2+。这一结果表明,这种纤维是一种无商业价值的农业副产品,可用于清除水性废水中的金属离子。因此,通过这一过程,用于常规污水处理的商业活性炭或其他化学品所花费的资金要少很多并且难呢过有效利用废物。

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