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活性炭磁化后吸附水中的坤

來源：韓研活性炭網(wǎng) 作者：韓研活性炭網(wǎng) 2017-10-13

　　我們將活性炭轉(zhuǎn)化為磁性活性炭，可從廢水中除去砷。砷是一種有毒的重金屬，易溶于水，對人體健康有害。通過使用Fe 3 O 4將Fe 3O 4并入活性炭中來制備磁性活性炭從硫酸亞鐵溶液中提取，稱為：鐵懸浮液(MPKSF)的磁性活性炭。

　　通過吸附機(jī)制從廢水中的污染物，如砷的去除仍然是最有效的方法。大多數(shù)關(guān)于從水中去除重金屬的吸附領(lǐng)域的研究主要集中在使用活性炭，活性氧化鋁，浸漬鐵的聚合物樹脂，含水氧化鐵和天然礦石。盡管已經(jīng)發(fā)現(xiàn)活性炭相對于上述其它吸附劑更有效，特別是用于從水溶液中除去重金屬，除去百分比為82至96%，當(dāng)涉及到已知高度溶于水的坤的重金屬時，這種技術(shù)可能不足夠的。這導(dǎo)致了關(guān)于通過磁性改性改進(jìn)活性炭的大量研究，以增加其去除重金屬污染物的能力。的磁性活性炭吸附劑顯示出磁特性有用于從水溶液污染物的吸附更大的效率。而由于其高碳含量和低有機(jī)含量，植物纖維用于生產(chǎn)交流電，而同時可以從植物廢物合成高質(zhì)量的活性炭。

　　磁性活性炭的一個主要優(yōu)點是除了已經(jīng)證明對稀溶液中的吸附有效之外，其具有磁特性，而由于存在微孔結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致的高比表面積導(dǎo)致更大的吸附重金屬的能力。磁化已經(jīng)被認(rèn)為在改善具有發(fā)達(dá)的結(jié)構(gòu)的有機(jī)吸附劑的吸附特性中具有潛在的重要性。

　　測定活性炭樣品的pHpzc(零電荷點)

　　測定活性炭的pHpzc。將0.01M NaCl的50mL溶液置于封閉的錐形瓶中。通過在十個錐形瓶中加入0.1M HCl或0.1M NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH以達(dá)到2至12的懸浮液pH。加入約0.15g 活性炭，48小時后測定最終pH。繪制每個溶液的pH值。然后將溶液的pH 初始 pH 和pH 最終值作為pHpzc。

　　磁性活性炭的解吸程序

　　然后將在吸附過程后獲得的裝載有亞砷酸鹽(48.08μgg -1)的活性炭的最佳量加入到離心管中的50mL蒸餾水中。將溶液以150rpm搖動，然后以特定的時間間隔攪拌長達(dá)48小時。然后將溶液離心并收集上清液進(jìn)行進(jìn)一步分析，以檢查從活性炭解吸的As(III)的濃度。解吸過程重復(fù)三次，活性炭吸附劑被保留用于進(jìn)一步分析。

　　pH值的影響

　　如圖1a-d所示，分別提出了pH與接觸時間，初始As(III)濃度，吸附劑用量和溫度的綜合影響。圖1示出了pH值的影響，并與活性炭吸附劑的As(III)溶液的接觸時間之間的相互作用。在pH 6.55和接觸時間44.73分鐘時，As的最佳去除率為94.76%，去除率為94.76%，其他參數(shù)設(shè)定為其中心點。圖 1 2b示出初始的As(III)在pH與最佳去除的As(III)在pH 6.55在初始的As(III)的5微克L的濃度達(dá)到濃度的相互作用-1具有99.10%的移除百分比。

　　此外，圖1個C，D示出了具有分別吸附劑用量和溫度，pH值之間的關(guān)系。相應(yīng)響應(yīng)面圖的排除參數(shù)保留在其中心點。圖1 C顯示去除作用的研究(III)達(dá)到最多100%的具有0.3克吸附劑劑量pH為8，而其它的參數(shù)在它們的中心點。在圖 1D，pH值和溫度之間的關(guān)系給出了在pH 6的最佳去除的91.89%和40℃的溫度。

　　如前所述，活性炭的pHpzc值為5.94。在高于pHpzc值的pH下，As(III)陽離子被吸引到由活性炭羥基去質(zhì)子化引起的活性炭帶負(fù)電表面。同時，在pH低于pHpzc的情況下，As(III)陽離子的吸附只是由于活性炭羥基的質(zhì)子化而導(dǎo)致活性炭的表面帶正電的緣故。因此，溶液pH為6.55提供了活性炭吸附坤的最佳條件。

　　這項研究表明，磁性活性炭通過在Fe和As(III)之間形成內(nèi)部球形復(fù)合物，有效地從廢水中除去了As(III)。此外，發(fā)現(xiàn)吸附的As(III)的解吸度處于非常微小的濃度，從而表明吸附的As(III)被內(nèi)部球形絡(luò)合機(jī)理剛性地結(jié)合。顯示出有效的吸附過程發(fā)生在pH6和7以及更長的接觸時間。由于較大劑量的活性炭提供的As(III)的吸附結(jié)合位點的可用性，最初的As(III)濃度和吸附劑劑量被確定為彼此依賴。此外，較高的反應(yīng)溫度顯示在溶液中產(chǎn)生更多的殘余As(III)，從而降低MPKSF對As(III)的去除效率。

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