移除亮绿(BG)染料在水溶液中使用活性炭(AC)源自番石榴树木材进行批处理条件。不同的接触时间等因素的影响,pH值、吸附剂用量,染料初始浓度和温度对吸附BG交流了。打赌,红外光谱和扫描电镜分析来确定材料的特点。用朗缪尔等温线的结果分析,弗伦德里希,Temkin, Dubinin-Radushkevich等温线。线性回归用来符合实验数据。发现平衡数据最好由弗伦德里希等温线和吸附容量(
染料广泛应用于一些工业应用,如纺织品、塑料、印刷、橡胶、化妆品、造纸和纸浆,皮革,和制药(
亮绿是一个基本的染料在各种工业和医疗应用程序中,例如,生物染色剂、皮肤代理、兽药、家禽饲料添加剂来防止霉菌的传播,肠道寄生虫和真菌(
不同的治疗技术(物理、化学和生物)被用于有色化合物与废水分离。生物降解法、光化学降解、絮凝、混凝、反渗透、化学氧化、浮选,吸附被广泛使用
虽然活性炭作为吸附剂去除染料是商用,这不是成本有效和有一些环境问题。一般是由非常昂贵的材料,如lingocellulosic材料和煤炭,这是不能再生的。这在很大程度上增加了制备成本。这促使研究人员发现和测试替代来源与可行方法制备AC相比现有技术。的一个可行的和有前途的方法生产AC ant废弃物和农业副产品如木屑、木、香蕉髓,水果的石头,和椰子壳。因为他们的低成本的优点,可用性和ecofriendliness [
正如上面提到的,它是经济准备高质量的交流从丰富,廉价的可再生和可持续的前兆,如再农业的和工业的副产品(
在这项研究中,交流准备从番石榴树木材用于BG染料的吸附水溶液中。交流的吸附效率可以通过不同的pH值等因素,确定AC剂量,接触时间,温度和初始染料浓度。结构表征的准备交流是由打赌,红外光谱,扫描电镜。此外,动力学、热力学和等温线进行了研究。
BG购买从默克公司(德国)和使用没有任何进一步净化。它是一种有机化合物,是归类为基本的阳离子染料。它有一个分子式为C27H33N2O4年代,其分子量为482.64 g / g.mol。一克的BG染料溶解在一个升蒸馏水染料浓度1000 mg / l。其他解决方案测试的浓度稀释在当前的研究中可以改变的方法。pH值调整与氢氧化钠或盐酸(0.1米)的解决方案。
交流准备从番石榴树木材,这是来自Damietta城市,埃及。给定的碎番石榴木材加热在700 - 900°C的一个小时。之后,它被允许冷却到室温(25±4°C)。粉是1 M盐酸溶液处理以消除灰分含量,然后用蒸馏去离子水清洗。进一步,对粉干24小时的105°C。最终产品是储存在封闭的玻璃容器。准备的交流由40孔筛筛选,并用作吸附剂(
批处理技术用于这项研究。污水样本(50 ml)包含一个已知浓度的BG染料(不同从5到100 ppm)被转移到一个玻璃塞进瓶(250毫升)。烧瓶是保存在一个恒温水浴瓶以恒定的速度240转了20分钟。批处理实验在293 K的保留动能BG活性炭。0.8 g的活性炭溶解在50毫升染料溶液pH值(7)动摇了不同时期达到均衡分布,和批量实验重复两次,染料的平均数据。的保留能力BG染料吸附的交流确定初始和最终的区别染料浓度水溶液之前和之后保留。BG染料的浓度进行了分析使用分光光度计(UV / Vis分光光度计)
最常用的表示吸附物浓度和数量的污染物吸附是吸附等温式。平衡吸附等温线是基本在描述溶质和吸附剂之间的交互行为设计是很重要的BG染料吸附的吸附系统平衡。这是由以下重要的等温线。
朗缪尔吸附模型描述单层吸附物到均质吸附剂表面的吸附(
弗伦德里希等温线模型通常用于异构表面能量系统和由以下方程:
的非线性形式Temkin方程给出
这个方程可以给出的线性化
杜比宁等温线线性形式可以表示如下:
BG染料的吸附特征的两种动力学模型如下:
符合一级动力学模型可以写成:
这个模型代表了
热力学参数BG在吸附剂上的吸附平衡实验数据评价的观察在不同的温度下从298.15到358.18 K。有一组热力学参数,可用于描述吸附过程的焓的变化(Δ
为了获得信息的交互方式的绿色染料与活性炭、不同物理化学测量完成,现介绍如下。
数据
扫描电镜的图像AC吸附剂。AC (a)和(b) AC + BG染料。
相当一部分的知识关于染料化合物的成键方式可以获得通过应用红外光谱。在这种情况下,交流的光谱通常比AC-dye物种了解关于函数组与染料反应。这些物种的红外光谱和交流是描绘在图
红外光谱对活性炭(a)和(b)与亮绿染料活性炭。
图
准备交流得到的比表面积的氮气吸附/解吸等温线在77 K使用高速气体吸附分析仪(NOVA 1000, 6.11版本,广达Chrome公司)采用Brunauer-Emmett-Teller(打赌)方法(900°C的活化温度和活化时间0.5小时)。发现了比表面积等于310米2/ g。这个区域可以提供许多活跃的网站,增加吸附的可能性。
pH值是一个重要的参数在控制吸附过程中由于电离表面官能团的解决方案(
pH值对BG染料的吸附的影响使用交流电。
图
吸附剂用量对吸附的影响使用AC BG的染料。
染料初始浓度的影响(
染料初始浓度对吸附的影响到交流。
吸附等温线是由震动0.8克50毫升的AC 5到100 mg / l的BG 20分钟的解决方案。吸附等温线是用来联系接口和吸附剂的吸附量在本体溶液浓度(
线性形式可以用于实验数据的线性化策划
朗缪尔模型亮绿染料到交流。
ln之间通过绘制图表(
弗伦德里希亮绿染料到交流的典范。
Temkin模型表明,所有的分子的吸附热与覆盖层将线性减少,和结合能的分布是均匀的吸附过程中(
一块ln (
亮绿染料到AC Temkin模型。
ln(之间的情节
杜比宁模型亮绿染料到交流。
等温线常数和
等温线模型和他们与参数的线性表达式的BG染料吸附AC。
吸附等温式 | 参数 |
|
|
---|---|---|---|
1 | 朗缪尔 |
|
0.959 |
|
|||
|
|||
2 | 弗伦德里希 |
|
0.975 |
|
|||
|
|||
3 | Temkin |
|
0.863 |
|
|||
|
|||
4 | Dubinin-Radushkevich |
|
0.732 |
|
BG的接触时间对吸附的影响到AC研究检测吸附平衡时间和调查过程。块接触时间的变化(5-60 min)与染料去除百分比呈现在图
接触时间对BG染料的吸附的影响到交流。
为了研究吸附的机理和潜在的如传质和化学反应速率控制步骤,BG的动力学吸附到AC研究通过使用两个不同的模型:符合一级和pseudo-second-order动力学模型(
斜率和截距的情节日志(
准一订单的亮绿染料吸附到AC。
吸附动力学参数的BG在交流。
不。 | 参数 |
|
|
---|---|---|---|
1 | 准一的订单 |
|
0.932 |
2 | Pseudo-second秩序 |
|
0.999 |
直线的斜率和截距的策划
Pseudo-second顺序亮绿染料的吸附到AC。
温度对吸附的影响BG在AC研究的温度范围内25 - 95°C(图
温度对染料的吸附的影响到交流。
了解更多的温度对吸附过程的影响,热力学参数,包括焓变(∆
热力学参数∆
染料的吸附热力学参数到AC。
BG染料的吸附热力学参数到交流。
|
∆ |
∆ |
∆ |
---|---|---|---|
298年 | −81.188 | 43.025 | 128年 |
308年 | −82.468 | ||
318年 | −83.108 | ||
328年 | −84.388 | ||
338年 | −85.668 | ||
348年 | −86.948 | ||
358年 | −88.228 | ||
368年 | −89.508 |
结果得出结论:绿色染料(BG)去除吸附在吸附剂的性质控制的材料,可以检测到吸附剂的表面特性的变化与扫描电镜和红外光谱、pH值、吸附剂用量,接触时间,BG的初始浓度受污染的水。最大的BG与活性炭得到来自番石榴树木材在前20分钟(99%)剂量的0.8 g吸附90毫克/克的潜力。在未来,列规模和试验工厂实验可以实现污水处理厂的应用阳离子和阴离子废水除纺织染料。研究作者称亮绿染料的吸附(BG)从水中如表中所示
比较目前的研究和先前的研究吸附重金属的亮绿染料的观点的操作参数。
类型 | 材料 | 变量的pH值、温度、鳕鱼浓缩的。、水类型 | 删除(%) | Ref。 |
---|---|---|---|---|
EDTA-modified磁性碳纳米复合材料(EDTA@Fe锯木屑3O4/ SC nc) | pH = 7,室温(27°C),染料浓缩的。10 mg / l, 0.5 g / l, 0.5 h | 96.7 | ( |
|
|
||||
棉壳粉(CSP) | 在最佳用量(2 g / L),室温下,染料浓缩的。80 mg / l, pH = 8 | CSP CSPMC > MLMC > >毫升(98.8 > 98.2 - -82.0% > -86.6% > 92.3 - -70.7% 89.0 - -57.4%) | ( |
|
|
||||
Magnetite-assisted复合材料的 |
||||
棉壳粉(CSPMC) | ||||
|
||||
羟基磷灰石/壳聚糖纳米复合材料 | pH = 7,室温(25oC),染料浓缩的。5 mg / l, 0.9 g / l, 1 h | 99.5 | ( |
|
|
||||
铜0.5 Mn 0.5铁2O4nanospinel | pH = 2,室温(25oC),染料浓缩的。100 mg / l, 3.3 g / l, 2 h | 92年 | ( |
|
|
||||
MnO2)下载活性炭 | pH = 7,室温(25oC),染料浓缩的。6 mg / l, 0.44 g / l, 0.06 h | 99年 | ( |
|
|
||||
高岭土 | 90分钟,染料浓度20 mg / L, pH = 7,吸附剂剂量= 1 g / L | 91年 | ( |
|
|
||||
活性炭材料准备从巴西pine-fruit shell ( |
化学活性炭(CAC) | 在323 K 5 h, pH值5.5;吸附剂质量50.0毫克 | 的最大吸附容量分别为273.9和335.8毫克/克CAC和保守 | ( |
化学的和物理的活性炭(CPAC) | ||||
|
||||
NaOH-treated锯屑 | pH = 2.9,接触时间= 3 h和吸附剂剂量= 4 g / l。 |
96年 | ( |
|
|
||||
红粘土 | pH = 7, RC粒度= 58 |
96年 | ( |
|
|
||||
ZnS-NP-AC 142.9 | pH = 6,吸附剂剂量= 0.015 g,时间= 35分钟,温度:27±2°C, BG浓缩的。5毫克/升 | 98年 | ( |
|
ZnS-NP-AC-BG 250 | 硫化锌纳米粒子负载在活性炭(ZnS-NPs-AC) | pH = 5, 20毫克ZnS-NP-AC 7毫克L−1BG的4分钟后声波降解法 | 95%的吸附容量258毫克g−1 | ( |
|
||||
氧化锌纳米颗粒 | 染料浓缩的。10 - 100 mg / L, temp。−27±1̊C,吸附剂剂量0.04 g和时间120分钟。,pH值6.5±0.5 | 90年 | ( |
|
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||||
活性炭源自番石榴树木材 | 时间( |
99年 | 本研究 |
亮绿的去除染料废水使用活性炭源自番石榴树木材已经调查了不同实验条件下的批处理模式。红外光谱结果表明,大量的化学官能团以及维护和创造了表面上的交流,这可能会提高其吸附性能由于官能团地,ch脂肪族,- C = C, ch2弯曲,S - c =。它还表明,SEM分析表现出吸附过程的批准将检查工厂的表面纹理。吸附剂(AC)可以完全移除BG染料在水溶液中下列条件:pH值,初始BG染料25 mg / l,接触时间20分钟。剂量增加而增加,吸附效率和最佳剂量为0.8 g的去除效率99%,吸附容量(
所需的所有必要的信息复制的工作和/或进行二次分析中包括这篇文章。
作者宣称没有利益冲突。