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活性炭改性后吸附铜离子

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活性炭改性后吸附铜离子

发布日期:2018-07-24 作者: 点击:

   活性炭改性后吸附铜离子,经过实验测试使用过氧化氢和硝酸氧化改性的活性炭吸附铜离子。制备出来的活性炭有较高的比表面积和含氧基团。发现氧化的活性炭有效地从水溶液中吸附铜离子。对于最有效的活性炭-HNO 3-30吸附剂,从不同浓度的溶液中去除铜离子的百分比很高。在浓度范围为1.5至6×10 -4 M 2的Cu 2+,达到> 55%。在低于1.5×10 -4  M 的浓度下,预期的去除率高于80%。


  具有许多应用的铜是支持植物和动物生长的必需微量元素。尽管如此,人体积聚过多的铜离子会造成严重的健康危害。但是可以通过活性炭吸附剂净化重金属污染的废水。这种活性炭吸附修复满足了对可持续性和环境友好性的各种要求。为了实现高效的离子吸收,它似乎是最合理的技术。


  活性炭具有大的比表面积和可调的表面层性质。这些碳材料在碱性和酸性介质中显示出高水解稳定性。柱状活性炭厂家通常,不同类型的孔的存在提供有利的质量传递。在此背景下,从水中去除重金属离子的成功取决于活性炭表面的化学行为。据报道,表面化学对活性炭的吸附性能有显着影响。显然,表面的酸碱行为取决于含氧基团。在大多数情况下,表面界面调节官能团与重金属离子的络合。所得复合物的组成取决于表面基团的类型和浓度3。此外,可以建议这些组(在高度表面覆盖下)可以相互作用并对吸附行为具有集体效应。因此吸附能力受许多因素的影响。


  在大多数情况下,普通活性炭具有足够的结构参数以利用多孔结构来净化水。但表面官能团浓度似乎不足以用于有效吸附重金属离子。为了增加表面基团浓度,氧化修饰是最有效和最简单的方法。如果用诸如氧化氢和硝酸试剂处理活性炭,则可以获得大浓度的含氧基团。考虑到所有这些因素,我们在此报告所得活性炭吸附剂的氧化改性和物理化学性质。制备的活性炭已通过许多方法表征,包括氮气吸附、解吸和Boehm滴定。最后,我们进行了批量吸附实验,以检查从水中去除Cu 2+离子的可行性。并且,估计初始金属离子浓度对吸附容量的影响。

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  活性炭吸附铜离子实验


  在整个实验过程中,将50mg预干燥的活性炭样品浸入20ml铜离子水溶液中。得到的悬浮液含有已知浓度的Cu 2+在25℃培养箱中以150转/分钟摇动一天。通常,对于这种类型的活性炭,吸附平衡在15-18小时内相当快速地建立。为了便于测量,选择了24小时的时间。在固定的pH下进行吸附,通过使用NaOH溶液作为pH控制试剂将其调节至恒定值5。5。吸附后,将贫铜溶液通过滤纸在干净的烧瓶中过滤。对过滤的溶液进行取样以进行分光光度分析。如下所述,对来自硝酸铜(II)的含铜离子的水溶液进行分析。将取样的5ml等分试样移液到25ml锥形烧瓶中。向它们各自中加入2ml缓冲液(乙酸铵)溶液。所研究的溶液默认含有不超过70mg的Cu。将3ml双环己酮、氧代二腙加入到缓冲至pH为8-9的每种溶液中。在约600nm处测量高显色复合物与铜离子的吸收,消光系数为16,000。所有测量均在10分钟的最佳测量延迟时间内进行。


  我们发现活性炭样品中呈现两种类型的孔。小微孔的宽度范围为1.06-1.32nm。还可以看到宽度为约3.4nm的中孔。氧化后,微孔的宽度略微增加,从初始活性炭中的约1.1nm增加到氧化活性炭中的1.2-1.3nm。用硝酸氧化导致微孔数量减少。还形成宽度为3.4nm的大孔(中孔)。在强氧化的活性炭样品的情况下,微孔的加宽可以将一些微孔转变成中孔。对于活性炭-HNO 3-30样品,记录了新微孔(孔宽度~1.7nm)的形成。


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