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活性炭软金属离子清除剂
作者:德毅净水    发布时间:2020-01-24    浏览
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描述:活性炭软金属离子清除剂,通过磷酸活化方法制备了三种活性炭,两种来自油棕壳,一种来自椰壳。测定铜(II)的吸附等温线以评估和比较活性炭的性能。获得的数据非常适合Langmuir和Freundlich吸附模型。所有制备的活性炭均显示出比普通活性炭高4-7倍的吸附能力

软金属离子清除剂,通过磷酸活化方法制备了三种活性炭,两种来自油棕壳,一种来自椰壳。测定铜(II)的吸附等温线以评估和比较活性炭的性能。获得的数据非常适合Langmuir和Freundlich吸附模型。所有制备的活性炭均显示出比普通活性炭高4-7倍的吸附能力。在进行的实验条件下,吸附机理是根据铜(II)和钙(II)在二元溶液中的竞争吸附来评估的,这取决于它们作为路易斯酸的行为并评估为内球络合。使用铜(II),镍(II)和铅(II)的三元溶质溶液,通过最佳清除剂评估铜(II)与其他边界和软金属离子的竞争性吸附。
当今加工工业越来越多地产生产生重金属的环境问题,其中铅,铜和锌的产量大幅增加,到1850年至1990年间增加了10倍。重金属也从天然来源中释放的。尽管从水溶液中去除金属离子有各种处理方法,但活性炭吸附在选择性和热稳定性和化学稳定性方面具有优势。活性炭可以在实验室中由大量材料制备,但活性炭商业实践的原料主要是锯末,椰子壳,黑灰,木炭,褐煤,烟煤和石油焦。发现来自碳化和活化的残余物具有大的孔体积,并且由于这源自非常小直径的孔,因此内表面积高。该方法产生的无定形碳在任何程度上都没有石墨化,甚至可能不完全碳化,因为木炭含有相当高的氢含量,约为5%。活性炭的表面积可以非常高,范围从450到超过1500米在活化木炭的情况下为2g-1。活性炭的孔结构可以很好地定义,并且孔分布可以非常窄。例如,在椰壳活性炭中,几乎整个孔体积都在直径为1到2纳米的孔中。
活性炭是高表面积,高孔隙率的碳,通过两种主要方法产生:热活化和化学活化。热活化包括在氧化气体如CO 2,N 2,蒸汽的存在下在高温下加热预先烧焦的材料,并且化学活化包括将原料和脱水剂的混合物加热至4000至10,000℃的温度。碳化脱水剂浸出和重复使用后。最常用的三种脱水剂是KOH,H3PO4和ZnCl2。传统的可有效去除水中的有机物质,但它们作为金属离子清除剂的用途很少。许多研究人员已经证明了这一点,使用木质纤维素农业废物,特别是坚果壳,是从水溶液中除去重金属离子的非常好的前体。在该研究中,使用磷酸低温活化的材料来制备金属离子清除剂级的活性炭。
测试和标准金属离子解决方案
使用去离子蒸馏水由氯化铜(II)脱水物制备Cu(II),1000mg L-1的储备溶液。Cu(II)和Ca(II)二元溶质的储备溶液由氯化铜(II)脱水物和硝酸钙(II)四水合物的混合物制备,而Cu(II)的三元溶质的混合物Ni(II)和Pb(II)由氯化铜(II)二水合物,六水合硝酸镍(II)脱水物和硝酸铅(II)的混合物制备,每种浓度均为溶质为1000毫克L-1。通过随后稀释各储备溶液制备各种浓度的单(Cu),二元(Cu-Ca)和三元(Cu-Ni-Pb)测试溶液。使用HNO 3(65%,脱水物)和NaOH(40.00g mol-1,脱水物)将测试溶液的初始pH调节至所选值。所有标准溶液均使用用0.2%硝酸酸化的蒸馏水适当稀释各标准溶液(1000mg L-1)制备。
所有吸附实验分批进行,使用0.1g各种活性炭加入聚丙烯管中的50mL金属离子溶液中。在轨道振动器中以160转/分钟(rpm)的速率进行振动,并且平衡达到三天后,倾析溶液并使用用0.2%硝酸酸化的蒸馏水进行适当稀释,然后通过火焰原子吸收光谱法(FAAS)进行分析。通过FAAS测定吸附前后溶液中金属离子的浓度。


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