宁夏活性炭对吡啶吸附的研究

　　活性炭对吡啶吸附的研究

　　吡啶是一种无色易燃液体，气味难闻，广泛用于制造精细化学品（如药物、维生素、染料）、农业化学品等。因此，它在工业废水中很常见，导致环境污染问题。这促使人们开发了一些去除水溶液中污染物的方法，如生物降解、臭氧化、吸附等。

　　活性炭是吸附系统中*有效的吸附剂之一，用于从水溶液中去除有机化合物。活性炭是控制几种芳香污染物（挥发性有机化合物、酚类、农药和除草剂）的*佳可行技术之一。此外，据报道，活性炭可以有效地从水溶液中去除吡啶。

　　多孔材料的整体吸附速率包括三个连续步骤：外部质量传递、颗粒内扩散和固体基质活性位点的吸附。颗粒内扩散可能是由于孔体积扩散、表面扩散或两种机制的组合。孔体积扩散是指流体相中浓度梯度(即分子机制)引起的吸附物的运动，但受多孔基质几何形状的影响。孔体积扩散仅取决于分子扩散系数和微尺度相的空间分布。后一种概念定义了孔隙度和曲折度等多孔介质的几何特性。表面扩散是指被吸附物通过固体表面的运动受到相分布的影响； 表面浓度梯度是主要驱动力。

　　在像活性炭这样呈现层次结构的许多系统中，主要挑战之一是对便捷的观察范围的理论描述。因此，宏观平均值足以设计和建模，但需要一种放大方法来考虑较小的物理尺寸。标准程序是多种运输问题中使用的体积平均法。考虑到均相两相多孔介质中的线性等温线，理论上升级了溶质的扩散和吸附运输，并报告了用于预测有效性的相关闭合问题。随后，将散装和表面反应的效果纳入包装棉线染色的研究，并报告了预测有效性的相关问题。尽管如此，反应条件对有效性（如有效扩散率）的影响尚不清楚，并在文献中做了一些努力来深入了解这个问题。

　　本文从放大过程的角度研究了吡啶在活性炭上的吸附，并确定了相应的有效运输性能。微观尺度现象是通过体积平均法研究的。因此，获得宏观控制方程，以有效性表示。这些方程用于解释实验数据，预测孔隙和表面的有效扩散率。因此，假设微观结构具有简单的几何形状（圆柱体和球体的有序介质）或从SEM(扫描电子显微镜)获取显微照片处理的图像。此外，作为粗略估计，报道了点表面扩散率。

　　吸附平衡数据

　　使用500mL锥形瓶作为分批吸附剂获取实验吸附平衡数据。将已知负荷活性炭的尼龙网袋放入烧瓶中，然后加入吡啶溶液。恒温持续搅拌是吸附过程。活性炭上吡啶的实验吸附平衡数据如下。将具有1g 活性炭和480mL尼龙网袋(在吡啶溶液中)pH = 在批量吸附器中加入已知的初始浓度。在不同pH在温度下，活性炭上吡啶的吸�的活性炭进行了15次实验。粒度分布分析了活性炭样品。活性炭的量为0.001至0.27g范围内的变化。将活性炭样品添加到溶解中SFG对乙酰氨基酚溶液在室温下(37).0±0.1℃)下以100rpm恒速搅拌保持4小时。然后过滤样品5ml用于溶液提取物UV / VIS分析。对乙酰氨基酚的吸附量通过质量平衡计算。在浓度分析中使用以前建立的线性关系。对于高浓度溶液，需要稀释区域分析。将吸光度读数从校准曲线中取出，确定相应于等温线中每个点的平衡浓度。平衡时的吸附量qe(mg / g)。

　　活性炭表面官能团的鉴定

　　三种活性炭(3424、2852、2921和1125cm -1)的共同谱带，图 2。3424cm -1中的带属于碱基-OH拉伸。2852和2921cm -1处的峰值是由于脂族的存在CH，CH 2和CH 三基团预计1125cm -1处与羧基-OH基团有关。样品NB可分配给内酯基团的1737显示cm -一带，在样品中NE中，在1710cm -根据报告，峰其可分配到内酯或非芳族羧基C = O拉伸在1712cm -1处发生。可分配1600-1650cm-1的带C = O醌基。发现以下频段：1652cm-1NE，1629厘米-1为NB / NE，和1641厘米-1为ML。NB / NE1578cm-1的常见频带尚未明确解释。芳环拉伸对被分配到高度共轭的基础上。在2900cm -1处的峰对应于以下官能团：CH，-CH 2，-CH 3。此外，波数1400和1700cm -一系列中等强度的峰值可归因于酮、酯、醛和羧酸的存在C = O和C = C的伸长。在1038cm -1处， NE与酒精相对应CO振动拉伸峰。

　　平衡等温线

　　对乙酰氨基酚NE，NB和ML37活性炭实验吸附数据℃在图3中绘制。等温线表示，NB*高吸附容量和*高吸附容量V MICO(厘米3 /克)，但由于微孔和吸附能力之间没有线性关系ML以较低的价值呈现类似的值Vmicro(表 2)。结果表明，活性炭的吸附能力与其结构性质没有简单的关系。它还表明，碳表面化学被认为是稀释水溶液中吸附机制的重要因素。

　　活性炭表面对乙酰氨基酚分子的压实有效性与吸附位置的*佳分布有关。乙酰氨基酚分子处于非离子状态SGF活性炭表面显示活性炭面积的测定NB> NE> ML顺序有更好的方向。原因可能是吸附的活性位点分别更好地分布在结构和功能平面上。

　　本研究报告的结果表明，活性炭ML可以设想为从SGF去除对乙酰氨基酚的替代吸附剂。ML与商业标准NB和NE没有明显的差异。CO 2等温线表明ML有相似之处NE图案纹理的微孔材料。从三种活性炭的比较可以看出，微孔结构和表面化学性质在定义吸附能力方面起着关键作用。

　　确定对乙酰氨基酚对SGF中活性炭的吸附过程是自发的(ΔG<0)。在大多数情况下，这些模型与分析的数据非常一致，这取决于活性炭的类型。对乙酰氨基酚的吸附可能发生在特定部位和基底区域。氧化过程虽然由氧表面团进行，但之前的结果表明，不仅这些氧基的分布性质和分布变得非常重要。对乙酰氨基酚分子横截面积的估计表明是肯定的。