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活性炭吸附磺胺二甲肼

发布时间: 2021-11-29  点击次数: 31次

  活性炭吸附磺胺二甲肼,磺酰胺是新兴的污染物,主要用于治疗由各种细菌感染引起的疾病,它们广泛应用于畜牧业和水产养殖业,引起了广泛的研究关注。大多数磺酰胺通过动物粪便和尿液以原始药物或代谢物的形式释放到环境中,这可能在环境中长时间存在,成为潜在的环境污染风险2。有研究表明,这些抗生素残留可以进入土壤,地表水,地下水,甚至通过农田径流和城镇污水处理厂的饮用水。

  磺酰胺在进入环境后缓慢降解。抗生素污染物的残留浓度是仅在环境水中纳克/ L-微克/升,但它积累在人体中,并将最终危害人体健康当人类暴露于低浓度的时间长。此外,过量的抗生素和代谢物可以诱导微生物抗性基因,即使在环境中的暴露量限于痕量水平,这也可能对生态环境和人类健康造成潜在风险。此外,磺胺二甲嘧啶可以在较低的暴露水平下引起急性或慢性中毒。

活性炭吸附磺胺二甲肼

  传统的污水处理技术只能去除废水中的一些抗生素。这促使研究人员开发出新颖的技术,这些技术简单而有效地有效去除废水中的磺酰胺。活性炭可有效去除色度,气味,以及一些无机化合物和大多数有机污染物,由于活性炭其比表面积大和复杂的孔隙结构。然而,其在实际应用中的使用受到其较低的吸附效率和成本限制的限制。金属离子改性是简单,便宜,可显着改善活性炭吸附性能的常用活性炭改性方法。然而,磺胺类活性炭的吸附机理目前尚不清楚,磺胺类的吸附能力及其物理化学性质之间的相关关系目前尚不清楚。

  本篇内容采用Fe 3+改性活性炭。使用分批吸附实验来探讨吸附机理。通过吸附动力学,吸附热力学和吸附等温线研究了磺胺二甲嘧啶对原始和改性活性炭的吸附特性,为从废水中除去药物提供了科学依据。

活性炭SEM和EDS图像

  吸附剂的特性化学和物理性质原始和改性活性炭的化学结构和物理化学性质列于表 1。活性炭的表面积,总孔体积,微孔体积和中孔体积在Fe 3+改性后有一定程度的增加,可以为磺胺二甲嘧啶提供更多的吸附位点。由于改性,活性炭的微孔结构可能被破坏,产生较大的比表面积。Fe 3+在活化过程中主要沉积在介孔中,扩大孔径并进入微孔。将由金属盐释放的氧化气体引入微孔中并与微孔碳壁反应。活性炭的内部孔中引入的Fe 3+,导致碳壁的氧化和孔径的增加。粗糙的表面结构和多孔特性有利于磺胺二甲肼在活性炭中的扩散加速。

  pH值对活性炭吸附磺胺嘧啶的影响很大。溶液的pH控制吸附剂表面官能团的解离度,这可以改变活性炭的表面电位。活性炭上的化学官能团取决于溶液的pH值。当pH值达到一定范围时,官能团(如羟基和羧基)将被水解并影响活性炭上的表面电荷。溶液的pH值也可以影响磺胺二甲嘧啶的溶解度和形式。因此,pH会影响吸附过程。

  吸附热力学在不同温度下改性活性炭吸附磺胺二甲肼的结果如图1所示 。随着温度的升高,磺胺甲基嘧嗪对两种活性炭表面的吸附量逐渐降低,说明高温对吸附反应不利。因此,这表明原始和改性活性炭的吸附过程是放热的,磺胺二甲肼的吸附在较低温度下更有利。

  得出结论性炭的表面积,总孔体积,微孔体积和中孔体积在Fe 3+改性后均有一定程度的增加。活性炭表面氧官能团数也增加,可大大提高吸附能力。25℃时,活性炭在磺胺甲基嘧啶上的吸附量为17.2414mg / g。然而,吸附平衡时间几乎是不变的。改性活性炭对磺胺二甲嘧啶的吸附动力学分为快速和慢速吸附阶段。活性炭颗粒内扩散不是吸附的速率控制步骤。吸附过程也受膜扩散和内扩散的影响。吸附热力学参数表明,改性活性炭的吸附过程是自发放热的。这次活性炭吸附磺胺二甲肼是合理的吸附机理

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