浙江搅拌技术对活性炭吸附的影响

　　搅拌技术对活性炭吸附的影响

　　活性炭吸附过程是去除水中有机污染物*有效的方法之一。吸附设计相对灵活简单，成本低，操作再生方便，无或低代有毒物质。由于活性炭具有较高的表面积、孔体积和孔径分布，是目前吸附效率*高的有机污染物吸附剂。活性炭上有机化合物吸附的有效性取决于其孔隙结构和表面化学性质、物理化学性质（分子量、溶解度、极性、官能组类型）、溶液化学性质（离子强度、pH值)和温度。这些因素对不同有机污染物的动力学和吸附平衡有不同的影响。

　　吸附试验通常在含有固定体积吸附溶液（初始浓度不同）和已知质量吸附剂的锥形瓶中进行。然后摇动样品，直到达到平衡。然而，作者很少提供样品混合的条件。混合对吸附的影响通常被忽视。只有少数研究过吸附和混合速度的影响。然而，据我们所知，不同混合技术对吸附的影响尚未被研究。

　　本内容的目的是对活性炭上有机污染物吸附动力学和吸附能力的不同搅拌技术及其影响。通过气泡将样品与实验室摇动器、机械(桨式)搅拌器和磁性搅拌器混合。还检查了搅拌速度的影响。4-氯酚(4-氯酚)-CP)作为目标污染物，它对水生生物、植物和人类有毒，在饮用水中很常见。另外，对活性炭上4-氯苯酚的吸附也有很好的描述。介绍了4-氯酚吸附在各种改性和未改性活性炭上，以及4-氯酚吸附在影响活性炭上-CP其他吸附因素的影响，包括离子强度和pH 。

　　所需的实验材料和仪器

　　4-氯酚、活性炭、盐酸、氢氟酸和HPLC级乙腈。颗粒活性炭作为吸附剂，使用前使用活性炭HCl和HF预处理浓酸除灰，用去离子水冲洗几次。然后130吸附剂℃烘箱干燥至恒重，并在烘箱中进一步研究。活性炭表面积(S BET)根据氮低温吸附-解吸等温线确定。在吸附研究中，通过空气、氮气、实验室摇床、机械搅拌器和磁搅拌器分别测试活性炭样品。

　　吸附实验

　　吸附实验包含0.05μL4-CP溶液和0.025g在活性炭锥形瓶(或圆底烧瓶)中进行动力学研究。℃下进行初始4-CP浓度为1.0mmol L -1.色谱测量4-CP的浓度。

　　分析方法

　　4-CP的浓度通过使用UV测量高效液相色谱。2.使用色谱分析.0×150mm，3μm柱进行。色谱条件如下：流动相 - 乙腈/水乙酸(50/50，v / v)调节至pH 3.0; 流速0.25mL min -1 ; 和分析波长281nm。所有实验在相同条件下一式三份进行，平均值用于进一步计算。使用t检验和/或ANOVA和Tukey检验分析获得的数据。用*低显著性差异检查任何一对治疗方法之间的差异，显著性水平为0.05。

　　混合技术的影响

　　研究混合技术4-CP实验室摇动器、机械搅拌器和磁力搅拌器用于吸附的影响rpm搅拌附剂和溶液搅拌锥形瓶。结果如图1所示 。实验室摇床、机械搅拌机和磁搅拌机的伪二次速率常数分别为0.597±0.013,0.701±0.005和0.691±0.015 g mmol -1 h -1。在统计学上，机械搅拌器和磁搅拌器之间的吸附速度差异并不明显(p = 0.34)。在这两种情况下，吸附比使用实验室摇床更快。实验室摇床与机械搅拌器、实验室摇床与磁搅拌器的差异具有统计显著性(q e)观察到相同的相关性，如下：1.359(实验室摇床).442和1.430(磁搅拌器)mmol·g -1。所有这些结果表明，混合技术在动力学和吸附平衡中起着重要作用。比实验室振荡器更好地观察到机械搅拌器和磁搅拌器的结果。吸附速率和吸附容量的增加是搅拌棒或搅拌桨与活性炭物理接触的结果。因此，吸附材料的尺寸减小，吸附位点更容易接近吸附分子吸附动力学和活性炭粒径的增加。

　　搅拌速度的影响

　　研究了混合速度对水溶液对4-氯酚吸附的影响。吸附剂量，初始4-CP浓度和温度保持恒定。1000年使用机械搅拌器和磁性搅拌器rpm至500rpm研究速度。4.搅拌速率-CP吸附影响见图2和表1。

　　可以看出，吸附速率受搅拌速度的影响很大 - 随着搅拌速度的增加，吸附率显著提高。搅拌速率从1000开始rpm增加到500rpm，k 2值分别从0.577增加到1.264g mmol -1 h -1(机械搅拌机)和0.560-1.231g mmol -1 h -(磁搅拌器)。在相同的搅拌速度下，机械搅拌器和磁搅拌器之间的差异没有统计意义(p > 0.05)。4-CP由于湍流液体扩散到活性炭颗粒周围的液体边界层扩散到活性炭颗粒周围的液体边界层的速率变高。随着搅拌速度的增加，吸附剂颗粒的破碎程度可能会进一步增强。在这些研究中，试验前和试验后的吸附剂颗粒大小尚未确定，但在4岁-CP有证据可以检查吸附动力学活性炭小的影响。还描述了活性白土在碱性染料吸附上的增加[ 6 ]以及乙酸，吡虫啉和4-氯苯酚在活性炭上。

　　表1中的数据 也说明搅拌速率不仅影响吸附动力学，还影响4-CP去除水中的效率。吸附容量从1.385增加到1.520 mmol·g -1(机械搅拌机)和从1.391增加到1.510 mmol·g -1(磁搅拌器)从100增加到500rpm。观察到从20.06 4-CP吸附容量增加至23.04毫克-1搅拌速度从300到600转。然而，一些作者报告说，只有一定的限度才能提高搅拌速度，超过这种吸附容量没有显著增加吸附增加。在某些情况下，观察到吸附容量在更高混合速率较高。正如作者所提出的，这是因为吸附分子和吸附剂颗粒的动能在非常高的搅拌速度下增加到足以相互碰撞，导致分离松散的吸附分子。

　　本文阐述了不同搅拌技术对颗粒活性炭吸附4-氯酚的影响。研究了烧瓶类型的影响，包括实验室摇床、机械搅拌机、磁性搅拌机和混合气泡（空气或氮气）的搅拌机类型。它还测试了混合速度对活性炭上4-氯酚吸附的影响。