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活性碳對水溶液中鍶離子的吸附
文章作者:韓研網絡部 更新時間:2020-2-27 15:37:55

  不同原料制成的活性炭擁有不同的吸附能力和效果,比如由橄欖石制成的活性炭吸附劑對Pb2 +的吸附能力增強,而從杏仁殼制成的活性炭具有競爭性吸附能力。對鋅,鎘和銅離子的吸附,是由杏仁殼,橄欖核和桃核制成的活性炭,應為這些活性炭在其表面具有堿性酸性官能團和比表面高的值。用于生產活性炭的原料的性質在從水溶液中吸附重金屬陽離子的過程中具有重要作用。本期我們研究了水溶液中鍶離子在由果殼原料制成的活性炭上的吸附。

  實驗性用料方法

  使用了兩個來自堅果殼的活性炭樣品進行研究:(1)通過磷酸(在460°C下)化學活化獲得的活性炭果殼1,以及(2)通過物理化學活化方法蒸氣(在960°C下)制備的活性炭果殼2。并且采用試劑級硝酸鍶用于吸附研究。在溶液中各種鍶離子濃度,恒定的固/液比和不同的溫度(25-65°C)下,測定了鍶離子在活性炭上的吸附等溫線。用AAS-1分光光度計測定溶液中鍶離子的平衡濃度。

  結果討論

  圖1顯示了活性炭上鍶離子從水溶液中的吸附等溫線。如圖1所示,即使在較高的平衡濃度下,所顯示的等溫線也具有拐點。坐標中鍶離子的吸附等溫線如圖2所示。通過外推曲線,以圖形方式獲得logKads值。活性炭的結構參數由Dubinin–Radushkevich方程根據苯吸附-解吸等溫線確定。

  圖1:活性炭上水溶液中鍶離子的吸附等溫線。

  圖2:在坐標中,活性炭上水溶液中鍶離子的吸附等溫線。

  鍶離子的吸附平衡常數得出吸附平衡常數等于2,并且ΔG0值分別為0.5 kJ / mol。根據以前的數據,活性炭吸附劑-H2O的水界面ΔG0等于2.3 kJ / mol。具有比溶劑(水)低的標準摩爾吸附微分自由能(ΔG0)的吸附劑無法將其從吸附劑表面(從其孔隙)中置換出來,但是鍶離子在相對較高的平衡濃度下被吸附,其值這些離子的吸附量相當大(圖1)。這種現象可以通過以下事實來解釋:在低平衡濃度下,鍶離子與活性炭的多孔結構中的水分子相互作用,從而形成Sr(OH)+離子。活性炭微孔結構中Sr(OH)+的形成和擴散過程已有實驗。在相對較高的平衡濃度下,水分子不會因與羧基(-COOH)以及與磷酸鹽和多磷酸鹽基團(P = O,COP)相互作用而與活性炭結合的鍶離子置換。

  圖3和圖4分別顯示了在不同溫度下,水溶液中鍶離子在果殼1和果殼2活性炭上的吸附等溫線。從提供的數據可以看出,隨著溫度的升高,果殼1和果殼2活性炭樣品上的吸附值都在減小,但鍶離子在果殼2上的吸附等溫線的形狀低平衡濃度下的碳與果殼1活性炭上的碳不同。在較高的平衡濃度下,我們還可以區分出果殼2活性炭樣品上鍶離子吸附等溫線的形狀與果殼1活性炭相比。

  圖3:在不同溫度下,活性炭果殼1上水溶液中鍶離子的吸附等溫線。

  圖4:在不同溫度下,活性炭果殼2上水溶液中鍶離子的吸附等溫線。

  實驗結論

  即使在相對較低的平衡濃度下,活性炭果殼1上水溶液中鍶離子的吸附等溫線也有兩個拐點。隨著溫度升高,吸附值降低,表明吸附過程是放熱的。鍶離子在活性炭1和2上的標準吸附熱值不同。活性炭1的Q 0值高于樣品2的Q 0值,分別等于8.6 kJ / mol和6.8 kJ / mol。活性炭1上鍶離子的吸附標準熵變的絕對值很小,這與鍶離子在吸附劑中的高遷移率有關,因此,吸附可能是非定位的。

文章標簽:椰殼活性炭,果殼活性炭,煤質活性炭,木質活性炭,蜂窩活性炭,凈水活性炭.

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