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活性炭对苯并恶唑吸附

发布时间: 2021-11-29  点击次数: 34次

  活性炭对苯并恶唑吸附,苯并噻唑由于其广泛的应用而分散在环境中。其中,苯并噻唑,2-羟基苯并噻唑和2-并噻唑被认为是有毒的和生物降解性差的试剂。用活性炭吸附被认为是去除这些污染物的有吸引力的选择。本文介绍了活性炭化学性质对苯并噻唑吸附机理影响的实验结果。

  苯并噻唑及其衍生物是有毒且生物降解性差的有机化合物。由于其广泛的应用,苯并噻唑存在于胶添加剂制造业的废水,制革厂的废水和处理厂的废水。活性炭是用于去除有毒的有机化合物存在于水中的处理选项,因为其高表面积,多孔结构,高的吸附能力,和化学性质的其强大的多功能性使用。传统上,定义活性炭质量的参数被认为是孔隙率和表面积。现在已经表明,活性炭的表面化学在吸附过程中起着重要的作用。吸附机理的清晰理解对于吸附器的设计和优化是的。然而,目前还没有关于活性炭表面基团对苯并噻唑吸附的影响的数据,考虑到更专业和有效的吸附剂的发展。

  预处理活性炭样品

  为了研究与来自所述样品的不同,表面化学不同活化的活性炭上吸附机构苯并噻唑的表面氧基团的影响活性炭制备煤原始。两个预处理原始煤基本上施加:在惰性气氛中的臭氧气体和脱氧的氧化作用到1000℃。

  在固定床反应器中用气态臭氧进行氧化预处理。将反应器中装入用2g木炭和操作下的臭氧76毫克邻源源不断3如先前所描述[10]在25℃和10,60,120分钟间隔1点大气压的压力/分钟。臭氧化的活性炭样品被确定为F-10,F-60,F-120。脱氧它在水平管式炉中在1000℃下在氮气流下进行的活性炭表面。为此,将13g样品置于石英容器中,并放入烘箱中。实验是在样品的加热速率下在氮气(5分米的恒定流量10℃/分钟进行3/ min)和1000℃恒温60分钟。随后,将样品在氮气氛下冷却至室温,并在真空下储存在干燥器中直到其使用。

  吸附值的测定等温

  吸附平衡的等温线中的BT,OHBT,MEBT水溶液在活性炭上的样品使用项的方法中的容器在25±1℃下进行了测定。称量不同量的活性炭并加入到八个250cm3和50cm3的锥形瓶中的有机化合物水溶液(30mg / L)加入到每个烧瓶中。吸附等温线在超纯水中进行,无需调整pH值。在每个实验中,将两个瓶子与不含活性炭的有机污染物的溶液一起包括在内,以评估被吸附物在容器壁中可能的挥发或吸附。搅拌悬浮液直至达到平衡(约48小时,根据在初步动力学实验中获得的结果)。最后,通过紫外分光光度法在230nm波长下测量吸附物的残余浓度。

  在图1上的原始活性炭BT的(F),所述OHBT和湿润活性炭吸附等温线至pH 5。它被理解的是,吸附发生用于OHBT随后MEBT目前, BT是最不吸附的。活性炭吸附容量的增加与苯并噻唑分子中甲基或羟基取代基的存在有关。

  图1.原始活性炭上苯并噻唑的吸附等温线

  活性炭呈现基本特性pH值PZC接近9. OHBT相对于MeBT和BT的吸附容量的增加可能与芳族体系中电子密度的增加有关。与甲基相比,羟基增加了芳族体系的电子密度。苯并噻唑分子中羟基和甲基的存在引起BT分子的芳族体系的电子密度增加,增加了原始活性炭的吸附能力。吸附能力的增加与苯并噻唑芳环的π电子体系和碳石墨平面的电子π能带之间的分散力的增强有关。在图2A,2B和2C分别示出了BT的吸附等温线,和OHBT MEBT上经历与臭氧预处理10分钟,(F-10),60分钟(F-60)120分钟活性炭(F- 120),并在氮气流(FG)下在1,000℃下脱氧。

  图2.苯并噻唑在活性炭上的吸附等温线。(A)BT,(B)MeBT,(C)OHBT。

  长时间暴露于臭氧氧化的时间更多的功能,如羰基和羧基,浓度增加活性炭的表面上。这些基团被吸电子基和引起基面碳的电子密度的降低和pH降低PZC。

  活性炭长时间暴露于气态臭氧会导致测试的三种污染物的吸附能力下降。由于表面电子密度的降低,煤的表面官能团的氧化导致煤的基面与苯并噻唑的芳环之间π-π色散的相互作用减弱。

  活性炭对苯并噻唑的吸附的分析表明,苯并噻唑的吸附受到碳的表面基团的修饰。在用臭氧吸附它被减小,这归因于由于在基底平面p煤以降低电子密度的降低分散体的相互作用氧化活性炭。脱氧处理表面碳除去氧的官能团通过增加电子密度π电子吸引力增加分散体的相互作用。证明了在pH pH值PZC静电相互作用将是在活性炭上吸附的苯并噻唑的降低的主要原因。

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