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水中的重金屬污染一直是危害水資源的潛在問題,涉及的重金屬之一是鎘,如何使用低成本的方法來解決鎘造成的污染問題。我們使用一種農(nóng)業(yè)固體廢物副產(chǎn)品,并且是一種可以大量可獲得的易種植物可用來制造活性炭。制成的活性炭用于從水溶液中螯合鎘的去除。
重金屬污染來自電子,金屬冶煉和汽車行業(yè)。鎘(Cd)是一種因其高毒性而被鑒定的金屬。在配件,水冷卻器,熱水器和水龍頭中鍍鋅管或含Cd焊料的鋅中存在Cd作為雜質(zhì)會導(dǎo)致飲用水污染。使用活性炭吸附是解決這一問題的方法之一。然而,生產(chǎn)活性炭的高成本是一個限制因素。通;钚蕴康男再|(zhì)仍然不足以確保從廢水中有效地吸收重金屬。因此,需要采用活性炭的化學(xué)活化來進(jìn)一步提高水處理的效果。磷酸,硫酸,氯化鋅,氫氧化鈉和氫氧化鉀是通常用于化學(xué)活化的脫水劑。也有使用納米技術(shù)開發(fā)納米顆;蚱渌a(chǎn)品作為去除鎘的有效吸附劑。
活性炭是去除污染物的特殊吸附劑,尤其是重金屬和廢水中的染料。已經(jīng)進(jìn)行了各種研究,旨在降低活性炭生產(chǎn)的成本而不犧牲材料從廢水中去除重金屬的效率。低成本吸附劑是一種非常受歡迎的材料,在重金屬和染料等污染物的吸附方面?zhèn)涫荜P(guān)注。因此制造的低成本活性炭,已經(jīng)通過化學(xué)方法處理以獲得較高可能的吸附能力。
活性炭樣品的制造過程
使用熱解器進(jìn)行碳化以產(chǎn)生大量的木炭。通過化學(xué)過程活化碳化的植物生物質(zhì)顆粒,其中碳化的樣品用NaOH浸漬,NaOH:碳化樣品比例為3:1,2:1和1:1。在垂直不銹鋼反應(yīng)器中,在連續(xù)磁力攪拌下,將約10g碳化樣品與30g NaOH在100mL蒸餾水中均化,并在105℃的烘箱中干燥24小時。加熱24小時后,將樣品置于馬弗爐中進(jìn)行活化處理。在該過程中,將樣品在800cm3的氮氣流下以150cm3/min加熱90分鐘制成所需要的活性炭。
圖1顯示了原料和活性炭之間的活性炭的150x(a)和550x(b)放大的SEM照片。從圖1中可以看出,原料樣品在活性炭樣品之間有一些微小的孔。從原料獲得的活性炭的SEM圖像(圖1(c,d))表明活性炭具有比原料樣品更大量的微小孔和大孔,這可以通過層間距中孔的出現(xiàn)來解釋。通過加熱激活過程中的活性炭。
批量吸附研究
將約0.5g制備的活性炭與100ml鎘水溶液在錐形瓶內(nèi)混合,使用溫度控制的水浴振蕩器連續(xù)搖動預(yù)定的時間。用濾紙過濾混合物,以將處理過的鎘溶液與吸附劑分離。通過電感耦合等離子體發(fā)射光譜法ICP-OES測定金屬離子濃度。所有實驗一式三份進(jìn)行以減少錯誤。
接觸時間對鎘吸附的影響
研究了接觸時間,初始濃度,pH值和溫度對活性炭去除鎘的影響。圖2顯示了在800℃的活化溫度下去除鎘的NaOH:活性炭比例為1:1與2:1和3:1,在10分鐘和160分鐘之間的不同接觸時間與初始Cd 2+濃度為30毫克/升。在溶液的pH7.0下使用約0.5g/L的吸附劑劑量。在處理40分鐘內(nèi)建立吸附平衡。在接觸時間160分鐘時,對于NaOH:活性炭比例分別為1:1,2:1和3:1,活性炭的吸附量分別為99.86%,99.82%和99.97%。用于化學(xué)活化的NaOH:活性炭的比例越高,鎘去除的吸附效率越高,這是通過BET表面積分析中由較高NaOH:活性炭比獲得的較大表面積反映的。在系統(tǒng)達(dá)到平衡的較大點之外,沒有記錄從溶液中去除溶質(zhì)量的顯著增加。
活性炭的吸附等溫線
圖3顯示了樣品NaOH的Cd(II)離子吸附的Langmuir等溫線的1/q e對1/C e圖中:活性炭比例為3:1(a),2:1(b)和1:1(C)。NaOH:活性炭比為1:1的相關(guān)系數(shù)值分別在30℃,40℃和50℃下為0.9671,0.9542和0.9655。NaOH:活性炭比例為2:1和3:1顯示相同的高相關(guān)系數(shù)值,記錄的較低值為0.9542。高R2值表明吸附過程遵循Langmuir等溫線,這表明單層類型的吸附。
在本研究中使用NaOH:活性炭比例1:1,2:1和3:1使用化學(xué)活化制備具有不同特征的三種活性炭。每批活性炭在分批吸附研究中表現(xiàn)出不同的吸附百分考慮到接觸時間對Cd 2+去除的影響,觀察到較高吸附百分比為3:1。在初始Cd 2+下,在40分鐘內(nèi)達(dá)到吸附平衡濃度為30毫克/升。濃度,pH和溫度也使NaOH:活性炭比例為3:1的吸附率較高。初始濃度越高,吸附性能越低。等溫研究表明,吸附過程符合Langmuir等溫線,這表明發(fā)生了單層吸附;谀壳暗慕Y(jié)果可以得出結(jié)論,從NaOH:活性炭比例為3:1的生物質(zhì)制成的活性炭很適用于從污染水中去除鎘的吸附劑。
文章標(biāo)簽:椰殼活性炭,果殼活性炭,煤質(zhì)活性炭,木質(zhì)活性炭,蜂窩活性炭,凈水活性炭.推薦資訊
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