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活性炭吸附甲酸乙酸

來(lái)源:韓研活性炭網(wǎng) 作者:韓研活性炭網(wǎng) 2017-10-11

  活性炭從水溶液中吸附甲酸和乙酸的效率。使用分批技術(shù)對活性炭水溶液中的甲酸和乙酸進(jìn)行吸附。這涉及到不同初始濃度范圍為0.2-1.0mol L -1的每種被吸附物質(zhì)的制備。向不同的250mL錐形瓶中加入已知質(zhì)量為20至100mg的吸附劑,其中含有20mL每種被吸附物的溶液,并將混合物在機械振動(dòng)器上以160rpm攪拌,時(shí)間為5-360分鐘,并在變化溫度為30-60°C。然后過(guò)濾混合物,用電位滴定法分析濾液。

  活性炭的理化特性

  T-IR技術(shù)是識別吸附劑表面上的特征官能團的重要工具,在某些情況下,這些官能團負責吸附物質(zhì)分子的結合。吸附前后的活性炭FT-IR光譜如圖1a -c所示。在甲酸和乙酸吸附前后,區域3414.12,3437.26和3423.76cm -1的寬帶分別是由于羥基伸縮振動(dòng),在乙酸的情況下在2924.18cm -1區域的帶是由于CH 2不對稱(chēng)和對稱(chēng)的伸縮振動(dòng)。C = O的伸縮振動(dòng)為1714.77cm -1為FA。甲酸和乙酸吸附后,吸附前2362.88 cm -1處的尖峰略有變化到2359.02 cm -1,這是羰基的證據。COO-基團的拉伸振動(dòng)在1500和1600cm -1之間。1265.55,1242.20和1226.77cm -1處的峰表示C-O的伸縮振動(dòng)。

  掃描電子顯微鏡通過(guò)用聚焦的電子束掃描來(lái)產(chǎn)生樣品的圖像。甲酸和乙酸吸附前后制備的活性炭的SEM圖如圖2所示 。 圖2a顯示吸附前活性炭的形態(tài)。碳表明活性炭的表面性質(zhì)是高度多孔的,并且會(huì )增強甲酸和乙酸的吸附。碳呈現不規則的網(wǎng)狀結構,這意味著(zhù)由粗糙表面積組成的完整的三維多孔內部結構的形成。熱解過(guò)程中焦炭的孔隙發(fā)育也很重要,因為這將通過(guò)促進(jìn)活化劑(HNO 3)分子擴散到孔中從而增加活性炭的表面積和孔體積,從而增加HNO 3碳相互作用,在活性炭表面產(chǎn)生更多的孔?;钚蕴勘砻嫔线@些孔的發(fā)育可能是導致水溶液中乙酸和加速那吸收量高的主要因素。很明顯在圖2 B,C的吸附前活性炭的表面上的大的孔碳的表面上吸附的吸附后均減少。這意味著(zhù)甲酸和乙酸被吸附到制備的活性炭的表面上。

  吸附機理粒子內擴散模型用于確定總體吸附速率是否通過(guò)顆粒內擴散來(lái)控制,即吸附物質(zhì)分子進(jìn)入活性炭孔隙內部。q t對t 1/2的曲線(xiàn)圖給出如圖3所示的線(xiàn)性關(guān)系 。截面(C)的值和斜率的粒子內擴散速率常數(Kid)的計算值總結在表中。較大的截距值表明,與表面擴散相比,顆粒內擴散具有較小的作用。該圖顯示在吸附過(guò)程中發(fā)生兩個(gè)步驟。急劇上升的部分是外表面吸附階段,而第二直線(xiàn)部分是逐漸吸附階段,其中顆粒內或孔擴散是速率限制。急劇上升部分的高R 2值表明外表面吸附是速率限制步驟。線(xiàn)偏離原點(diǎn)和低R 2逐漸吸附階段的值表明,顆粒內擴散不是唯一的限速步驟,因為早期報道了類(lèi)似的結果。這意味著(zhù)外表面的吸附或瞬時(shí)吸附階段發(fā)生,并且可以被用來(lái)描述吸附過(guò)程的機構。

  實(shí)踐發(fā)現活性炭是從水溶液中除去甲酸和乙酸的有效吸附劑。研究表明,溶液的初始濃度,接觸時(shí)間,吸附劑劑量和溫度影響了吸附過(guò)程。熱力學(xué)研究表明,吸附過(guò)程本質(zhì)上是可行的,自發(fā)的和放熱的。兩種吸附物的吸附均遵循仿二次速率動(dòng)力學(xué)。因此,推薦使用活性炭作為低成本吸附劑,從水溶液中吸附其他羧酸。


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