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廣東韓研活性炭科技股份有限公司
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閱讀：931發布時間：2021-11-29
活性炭酸改性去除重金屬，環境污染的生態危機已經被歸咎于不同的問題，其中以環境中金屬或其物種的污染為主。重金屬污染影響生態系統的植物，動物和其他非生物成分。當這些毒素堆積在我們的身體中時，它們阻斷了必需礦物質的受體位點，使得諸如鐵，鈣和鎂的礦物質不能被利用和吸收，從而服務于身體和酶功能，導致酶功能障礙，營養缺陷，激素失衡，障礙，損害大腦化學，甚至可能導致自身免疫性疾病，癌癥和其他使人衰弱的慢性疾病。
許多研究人員已經表明木質纖維素農業廢棄物，特別是堅果殼，是非常好的候選材料作為從水溶液中去除重金屬離子的前體。在一些地區，大量的棕櫚油和椰子殼被當作農業廢料。這些低成本的農業廢棄物作為活性炭前體的使用是非常有前途的，但是它們作為金屬離子清除劑的用途很少見。在這項研究中，活性炭是從油棕和椰子殼制備的，用磷酸低溫活化，適合去除重金屬離子。水合氧化鐵分散的活性炭由酸活性炭的后續改性制備。用所研制的吸附劑測試了鎳和鉛的二價陽離子以及六價鉻的含氧陰離子的去除。將吸附平衡和動力學數據擬合到各種模型，以評估和比較與常規活性炭的性能。
活性炭磷酸活化增強正離子/元素去除(通過Boehm滴定定量表面官能團)
通過Boehm滴定法測定了活性炭PSW-P-500和PSW-P-ad-500以及活性炭（ac）的表面中和能力和酸性基團，結果為表1列出。在由NaHCO 3檢測到的強酸性基團被認為是僅僅羧酸基團。然而，使用H 3 PO 4制備的活性炭可能含有強酸性的羥基(-OH)基團，因為含磷的酸性物質會附著在表面。因此，H 3 PO 4消耗NaHCO 3活性炭將羧酸以及亞磷酸定量為強酸性基團。碳酸鈉除了強酸性基團(表1中的組I )外，還能夠檢測內酯。除了內酯之外，活性炭表面附著的中等強度的含磷酸也可以參與與Na 2 CO 3的中和反應。除了前述基團之外，氫氧化鈉可以檢測酚和膦酸，而乙醇鈉(NaOEt)除了所有其它描述的基團之外還可以檢測羰基。
表格1基于Boehm滴定法的中和能力和活性炭表面酸性基團的定量。
| 樣品 | 堿吸收量（meq·g -1） | |||
|---|---|---|---|---|
| NaHCO 3 | Na 2 CO 3 | 氫氧化鈉 | 乙醇鈉 | |
| PSW-P-500 | 1.0 | 3.0 | 4.5 | 4.5 |
| PSW-P-AD-500 | 1.0 | 3.0 | 4.5 | 4.8 |
| CAC | - | - | 0.5 | - |
| 樣品 | 酸性組定量（meq·g -1） | |||
| 組a | 第二組b | 第三組c | 第四組d | |
| PSW-P-500 | 1.0 | 2.0 | 1.5 | - |
| PSW-P-AD-500 | 1.0 | 2.0 | 1.5 | 0.3 |
| CAC | - | - | 0.5 | - |
活性炭pH值ZPC的測定(pH漂移法)
圖1顯示了使用pH漂移法測定pH ZPC的實驗結果。在此，將具有恒定離子強度(0.01M NaCl)的溶液的初始pH(pH i)對由活性炭平衡的pH(pH f)作圖。將溶液的初始pH與通過一定量的吸附劑平衡的最終pH交叉的點處的pH稱為pH ZPC。所制備的活性炭的低得多的ZPC表明其非常酸性(參見表2)。由于AC 的pH ZPC為6.4，不含強酸性基團，這與伯姆滴定法一致?？疾炝藀H值的影響，評價了吸附的可行性和機理。由于活性炭的基本結構單元或石墨層被認為比表面官能團軟，所以軟離子對交界金屬離子的吸附的競爭效應是非常有趣的。
金屬離子溶液和試劑各種Ni(II)，Pb(II)和Cr(VI)物質的濃度為1000mg·L -1的儲備溶液通過溶解適量的各種鹽，硝酸鎳(II)六水合物， )硝酸鹽和重鉻酸鉀分別使用去離子蒸餾水(DDW)。通過隨后稀釋相應儲備溶液來制備各種濃度的測試溶液。使用HNO 3和NaOH 將測試溶液的初始pH調節至選定的值。Ni(II)和Pb(II)的標準溶液由稀釋各自的標準溶液(1000 mg·L -1)制備)使用先前用0.2%硝酸酸化的DDW。Cr(VI)的標準溶液由重鉻酸鉀干燥的鹽制備。在Perkin Elmer Lambda25紫外 - 可見(UV-可見光)分光光度計分析Cr(VI)之前，通過將0.25g DPC溶于50mL丙酮中制備1,5-二苯基卡巴肼(DPC)溶液。
表2使用pH漂移法從交叉點獲得活性炭的pH ZPC。| SL。沒有。 | 活性炭 | pH ZPC |
|---|---|---|
| 1 | PSW-P-AD-500 | 3.1 |
| 2 | PSW-P-500 | 3.3 |
| 3 | AC | 6.4 |
吸附平衡和動力學
Langmuir和Freundlich吸附等溫線廣泛用于評估和比較吸附劑的吸附性能。對三種制備好的和一種顆?；钚蕴康男阅苓M行了評估，并比較了在初始pH值為5時水溶液中Ni(II)和Pb(II)的去除。Cr(VI)的吸附在不同的pH通過各種吸附劑。然后，通過將吸附平衡數據擬合到Langmuir和Freundlich模型，將選擇的吸附劑的性能與吸附劑的性能進行比較。
所有批次吸附實驗均在室溫下進行，使用0.1g干燥的各種活性炭吸附劑加入聚丙烯離心管中的50mL金屬離子溶液中。然而，吸附劑濃度保持恒定在2g·L -1。吸附平衡數據是通過改變初始金屬離子濃度，活性碳質量，接觸時間，振蕩速率和初始pH保持不變而獲得的。對于動力學研究，吸附作為時間的函數進行，保持初始溶液濃度和pH恒定。將管放置在定軌搖床中，搖動速度為每分鐘160轉(rpm)，平衡3天。此后，傾析溶液，并使用pH計測量溶液的初始和最終pH。傾析的Ni(II)和Pb(II)溶液用酸化(0.2%HNO 3)稀釋)使用400火焰原子吸收光譜法(AAS)分析之前的DDW。在適當稀釋后，使用H 2 SO 4稀釋傾析的Cr(VI)溶液以獲得溶液的pH為1，隨后添加適量的1,5-二苯基卡巴肼溶液(0.5mL DPC溶液/每25mL稀釋的Cr VI)解決方案)。在10分鐘內發生顏色顯現后，使用紫外可見分光光度計分析溶液。
制備的活性炭在去除重金屬離子如Ni(II)(19.6mgg -1)和Pb(II)(74.6mg ·g -1)時具有顯著更高的吸附容量。常規活性炭對Cr(VI)(q max = 71 mg·g -1)的氧陰離子的去除吸附能力高于制備的活性炭(q max = 46.30 mg·g -1)。然而，常規活性炭由于其在低濃度范圍內的較低吸附容量而具有一些局限性。因此，它不適合飲用水凈化。相比之下，酸性活性炭具有在低濃度下*清除一些重金屬陽離子和陰離子的潛力，這表明其對所有重金屬離子具有更強的親和力。形成表面酸性基團的磷酸激活因此產生適于去除重金屬離子的活性炭。據觀察，盡管活性炭對重金屬的二價陽離子的親和力非常差，但是酸活性炭具有從極稀溶液中除去這些陽離子的潛力。活性炭雖然具有很高的Cr(VI)吸附容量，酸性活性炭在低濃度范圍內表現更好。因此推測來自油棕和椰子殼的酸性活性炭可能適合用于飲用水凈化目的以去除重金屬離子。
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