活性炭去除甲基紅
活性炭去除甲基紅，采用特殊材料制造的活性炭，從水溶液中除去甲基紅(MR)染料的吸附劑。甲基紅染料是實(shí)驗(yàn)室測(cè)定，紡織品和其他商業(yè)產(chǎn)品中常用的單偶氮染料。但是，它可能引起眼睛和皮膚過(guò)敏，如果吸入或吃下去會(huì)造成消化道刺激。此外，甲基紅在有氧條件下是誘變的：它經(jīng)歷生物轉(zhuǎn)化成2-氨基苯甲酸和N，N'-二甲基-對(duì)苯二胺。開發(fā)低成本吸附劑必須在排放廢水接觸水體之前除去甲基紅染料。
活性炭由河南博友活性炭有限公司制備提供，甲基紅染料溶液的制備將0.2g甲基紅染料溶解在600mL的95%乙醇中。在恒定攪拌下加入足量的去離子水使其達(dá)到1000mL標(biāo)記。使用連續(xù)稀釋法從儲(chǔ)備溶液制備用于實(shí)驗(yàn)的其它溶液。這項(xiàng)工作的主要目的是評(píng)估活性炭從水溶液中除去甲基紅染料的吸附性能。測(cè)定吸附平衡和動(dòng)力學(xué)。采用八種不同的等溫線方程來(lái)量化吸附平衡。還檢查了溶液pH，初始染料濃度和溫度對(duì)甲基紅染料吸附的影響。
初始甲基紅染料濃度和活性炭接觸時(shí)間的影響
圖2顯示接觸時(shí)間和初始甲基紅染料濃度(25-500mg / L)對(duì)每克活性炭吸附的甲基紅染料的量的影響。從圖2觀察到，在所有初始染料濃度下，染料攝取量隨著接觸時(shí)間的增加而增加。此外，吸附的染料的量隨著初始染料濃度的增加而增加。在前6小時(shí)，吸附吸收迅速，然后以較慢的吸附速率進(jìn)行，最后在22小時(shí)達(dá)到飽和。這些觀察結(jié)果表明，初始染料濃度對(duì)所需的平衡時(shí)間沒(méi)有影響。因此，發(fā)現(xiàn)染料吸收總量的多達(dá)70-80%發(fā)生在第一階段。在初始階段較高的吸附速率可能是由于初始階段的空位的可用性，這是因?yàn)槿芤褐械谋晃轿镔|(zhì)和被吸附在吸附劑表面上的濃度梯度的增加。
溶液溫度對(duì)活性炭吸附的影響
研究了甲基紅染料在活性炭上的吸附作為溫度的函數(shù)，并且在60℃下獲得最大染料去除。對(duì)于初始甲基紅染料濃度為25-500mg / L，在不同溫度(30-60℃)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。甲基紅染料吸附量從21.26增加到313.47 mg / g(30°C)，22.72-326.35 mg / g(45°C)和23.88-350.27 mg / g(60°C) 25-500 mg / L，溫度從30℃升至60℃(圖 4)。這主要是由于增加的表面活性表明甲基紅染料和活性炭之間的吸附是吸熱過(guò)程。
這項(xiàng)研究揭示了新材料作為制備活性炭的有效前體的潛力。發(fā)達(dá)的多孔結(jié)構(gòu)，具有BET表面積和980.62米總孔體積2 / g且0.528厘米3/ g，分別提高了吸附過(guò)程。平衡研究表明，吸附數(shù)據(jù)，表明甲基紅染料吸附在活性炭上不形成單層，而是多層吸附過(guò)程。偽二階動(dòng)力學(xué)模型顯示了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的最佳相關(guān)性。吸附機(jī)理由顆粒內(nèi)和膜擴(kuò)散模型控制。熱力學(xué)參數(shù)，即吉布斯能量的負(fù)值和焓的正值，表明吸附過(guò)程是自發(fā)的和吸熱的。
本文作者：董帝豪
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