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活性炭浸渍聚丙烯腈和苯乙烯的吸附性能
文章作者:bet356下载网络部 更新时间:2021-6-24 16:03:12

  活性炭浸渍聚丙烯腈和苯乙烯的吸附性能

  一(yi)些阴(yin)离子染(ran)料(liao)(liao)对环(huan)境(jing)危害大,为了尽(jin)量减少此类污(wu)水的产生(sheng),应该在(zai)这些污(wu)水排放到(dao)环(huan)境(jing)中之前(qian)进行处理(li)。有几种处理(li)技术可用(yong)于从废水中脱(tuo)色染(ran)料(liao)(liao),例如吸附法(fa)(fa)、化学混凝法(fa)(fa)、沉淀法(fa)(fa)、膜过(guo)滤法(fa)(fa)、生(sheng)物(wu)(wu)降解法(fa)(fa)、活性(xing)污(wu)泥法(fa)(fa)、氧化法(fa)(fa)和生(sheng)物(wu)(wu)法(fa)(fa)。在(zai)这些方法(fa)(fa)中,吸附很可能是效果较好的技术,这次我们介绍了多壁碳纳米管和改性(xing)聚(丙烯腈-共聚苯乙烯)与(yu)活性(xing)炭的吸附潜力,用(yong)于通过(guo)批处理(li)系统从水溶液中吸收活性(xing)红(hong)染(ran)料(liao)(liao)。

  活性炭共聚物纳米粒子的合成

  首先,通过(guo)简单的(de)(de)沉淀聚(ju)合制备丙烯(xi)腈-共(gong)(gong)聚(ju)苯乙(yi)烯(xi)共(gong)(gong)聚(ju)物的(de)(de)颗粒。共(gong)(gong)聚(ju)方法使用(yong)来自乙(yi)醇和蒸馏水的(de)(de)共(gong)(gong)溶(rong)剂(ji)作(zuo)为溶(rong)剂(ji),然(ran)后(hou)在55℃下注(zhu)入引发(fa)剂(ji)(0.01M)过(guo)硫酸钾4小时。其次,完成此(ci)过(guo)程(cheng)后(hou),通过(guo)以(yi)14000rpm(高速)离(li)心分离(li)聚(ju)合物,然(ran)后(hou)用(yong)乙(yi)醇蒸馏水溶(rong)液多次洗涤以(yi)去除任何未(wei)反应的(de)(de)单体(ti)或过(guo)量的(de)(de)引发(fa)剂(ji)。第三,将(jiang)白色聚(ju)合物产(chan)物在烘箱中在70℃下干燥过(guo)夜。最后(hou),将(jiang)白色聚(ju)合物产(chan)品丙烯(xi)腈-共(gong)(gong)聚(ju)苯乙(yi)烯(xi)与活性炭以(yi)50:50的(de)(de)比例混(hun)合。

  制成的活性炭样品通过扫描电镜检测

  这种方(fang)法(fa)(fa)是(shi)检查活性炭表面形态的(de)有用方(fang)法(fa)(fa)。图(tu)1A和1B展示(shi)了丙烯腈(jing)-共聚(ju)苯乙烯(A)和活性炭浸(jin)渍后(hou)的(de)(B)SEM照片。这些图(tu)显(xian)示(shi)了球形、均(jun)匀形状的(de)结(jie)构,改(gai)性方(fang)法(fa)(fa)导致改(gai)性复(fu)合颗粒尺寸(cun)增加了7.95%。此(ci)外,图(tu)1C显(xian)示(shi)了制备的(de)纳米碳管(guan)的(de)SEM图(tu)片。该图(tu)显(xian)示(shi)了未(wei)处理样(yang)品中存在无定形碳。此(ci)外,值得(de)注(zhu)意的(de)是(shi),这些管(guan)子又(you)细(xi)又(you)长,并且没有大量(liang)凝(ning)聚(ju)在一起。纳米碳管(guan)的(de)管(guan)状直径(jing)介于75和99.25nm之间。

  图1:丙烯(xi)腈-共聚苯乙(yi)烯(xi)(A)活性炭浸(jin)渍(zi)(B)和制备的纳米碳管(C)的SEM图像。

  活性炭复合材料用量对染料的吸附影响

  活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)用(yong)量(liang)(liang)是一个重要的(de)(de)因(yin)素,在吸附(fu)过程中起着(zhe)(zhe)巨大(da)的(de)(de)作用(yong)。为(wei)了确定吸附(fu)剂的(de)(de)理想剂量(liang)(liang),纳(na)(na)米(mi)碳管(guan)(guan)和活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)浸渍材料的(de)(de)用(yong)量(liang)(liang)从0.005到(dao)(dao)0.04g不等。图2显示了去除(chu)百(bai)分比(%)和不同剂量(liang)(liang)的(de)(de)纳(na)(na)米(mi)碳管(guan)(guan)和活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)浸渍材料。观(guan)察(cha)到(dao)(dao)吸附(fu)在单位重量(liang)(liang)吸附(fu)剂上的(de)(de)染料量(liang)(liang)从0.005增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)到(dao)(dao)0.04克。在0.04g处观(guan)察(cha)到(dao)(dao)最大(da)去除(chu)率,活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)浸渍材料和纳(na)(na)米(mi)碳管(guan)(guan)的(de)(de)百(bai)分比分别为(wei)97.5%和92.3%。因(yin)此,可以(yi)推断(duan)吸附(fu)量(liang)(liang)的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)增(zeng)(zeng)(zeng)强了活(huo)性(xing)(xing)红的(de)(de)去除(chu)。颜色去除(chu)百(bai)分比的(de)(de)增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)是由于(yu)随着(zhe)(zhe)吸附(fu)剂材料的(de)(de)用(yong)量(liang)(liang)而增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia),存在较大(da)的(de)(de)表面积,这(zhei)(zhei)反(fan)过来又(you)会增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)反(fan)应性(xing)(xing)空吸附(fu)位点的(de)(de)产生,使(shi)其(qi)更容(rong)易并增(zeng)(zeng)(zeng)加(jia)(jia)离子相互作用(yong)。这(zhei)(zhei)些位点有利于(yu)活(huo)性(xing)(xing)红溶质转移到(dao)(dao)吸附(fu)剂的(de)(de)外表面并提(ti)高其(qi)消(xiao)除(chu)率。

  图2:活性炭用(yong)量对(dui)去除技术的影响。

  活性炭的再生实验

  活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)复合(he)材料(liao)(liao)的(de)(de)再(zai)生(sheng)具有经济重(zhong)要性(xing)。该实(shi)验涉及许多吸(xi)(xi)(xi)附-解吸(xi)(xi)(xi)循环(huan)(huan),以(yi)估计(ji)重(zhong)复脱色对纳米(mi)材料(liao)(liao)吸(xi)(xi)(xi)附效(xiao)率的(de)(de)影响。发现纳米(mi)碳(tan)(tan)管和(he)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)浸渍材料(liao)(liao)对活(huo)性(xing)红(hong)的(de)(de)去除效(xiao)率略有变化,如(ru)图3所示(shi)。数据显(xian)示(shi)原始纳米(mi)碳(tan)(tan)管和(he)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)浸渍材料(liao)(liao)存在(zai)差异与不同初(chu)始活(huo)性(xing)红(hong)染料(liao)(liao)浓度(du)下重(zhong)复使(shi)用的(de)(de)纳米(mi)化合(he)物相比。活(huo)性(xing)红(hong)的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)收程(cheng)(cheng)度(du)在(zai)第一个(ge)循环(huan)(huan)后达(da)到98.18%,然后在(zai)五轮纳米(mi)碳(tan)(tan)管后降低到62.72%,而对于活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)浸渍材料(liao)(liao),第一个(ge)循环(huan)(huan)去除效(xiao)率为97.72%,在(zai)第一个(ge)循环(huan)(huan)后,在(zai)五轮后降低到63.18%,表明其再(zai)生(sheng)有效(xiao)性(xing),如(ru)图3所示(shi)。因(yin)(yin)此,可以(yi)得出(chu)结论,纳米(mi)碳(tan)(tan)管和(he)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)浸渍材料(liao)(liao)的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附过(guo)程(cheng)(cheng)会受到延(yan)长重(zhong)复使(shi)用周(zhou)期的(de)(de)影响,而不会损失大(da)量(liang)染料(liao)(liao)吸(xi)(xi)(xi)附能(neng)力。因(yin)(yin)此,两(liang)种纳米(mi)化合(he)物被多次(ci)用于从水性(xing)阶段去除活(huo)性(xing)红(hong)染料(liao)(liao)。因(yin)(yin)此,这表明它(ta)们可以(yi)多次(ci)使(shi)用,证明了(le)它(ta)们的(de)(de)经济可行性(xing)。

  图3:再(zai)生(sheng)试(shi)验对去(qu)除(chu)活性(xing)红的影响。

  活(huo)性炭浸渍(zi)聚丙(bing)烯(xi)(xi)腈和苯乙(yi)烯(xi)(xi)材(cai)(cai)料(liao)是(shi)完全去除(chu)水(shui)中活(huo)性红染料(liao)的(de)好(hao)用吸附(fu)剂(ji)。采用简单的(de)沉淀聚合(he)(he)法制备了聚(丙(bing)烯(xi)(xi)腈-苯乙(yi)烯(xi)(xi))浸渍(zi)活(huo)性炭生(sheng)产的(de)复合(he)(he)材(cai)(cai)料(liao),在该技(ji)(ji)术应用中,制备的(de)材(cai)(cai)料(liao)成(cheng)本低(di),在室(shi)温下与少量吸附(fu)剂(ji)的(de)接触时间(jian)较短时发生(sheng)快(kuai)速(su)吸附(fu)现象(xiang),并且其以高效率(lv)再生(sheng)更多循(xun)环,这使(shi)得接触装(zhuang)置的(de)尺寸更小,这反过来又直接影响到该技(ji)(ji)术的(de)运行成(cheng)本和生(sheng)产能力。但是(shi)多壁碳(tan)纳(na)米管加活(huo)性炭材(cai)(cai)料(liao)的(de)结合(he)(he)使(shi)用,可(ke)以在较短的(de)吸附(fu)时间(jian)内(nei)很快(kuai)地去除(chu)水(shui)溶液(ye)中的(de)染料(liao)。

文章标签:椰壳活性炭,果壳活性炭,煤质活性炭,木质活性炭,蜂窝活性炭,净水活性炭.

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