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活性炭对苯二酚的去除
文章作者:bc365网络部 更新时间:2019-4-15 15:59:01

  苯二酚是已在各行业的流出物中发现的有害代谢产物(苯酚类无机化合物)。它是有毒的二羟基苯对环境产生危害,能残留在自然水中这要挟到了动植物和人类。为了吸附去除氢醌,我们合成了铁浸渍的活性炭材料。本期研讨我们使用活性炭吸附剂对氢醌的催化氧化过程。在分批量吸附研讨,象初始苯二酚浓度的工艺参数的效果进行了研讨。

  活性炭的制备

  铁浸渍活性炭的制备方法:颗粒活性炭在1-5毫米大小范围进行筛分,并保持在马弗炉中在300℃下除去水分4小时。将颗粒活性炭放入含量10%的铁溶液中浸渍2小时。混合物在60℃下进行12个小时的烘箱中干燥并在200℃马弗炉内部加热4小时获得固体样品。

  苯二酚吸附和催化氧化的机理

  活性炭吸附苯二酚吸附经过π-π互相作用组合发生,氢键合性和供体-受体互相作用。羟基,有助于进步芳族环的π给体强度,由于它是供电子性官能团。因此,在苯二酚两个-OH有助于添加苯二酚吸附亲和力的活性炭表面。活性炭对苯二酚的吸附,是由于经过将活性官能团的苯二酚和铁的氧化物之间以及电-化学互相作用,如羧基和羟基基团存在于铁基活性炭。

  活性炭,铁浸渍活性炭的SEM图像苯二酚的吸附后苯二酚和铁浸渍活性炭氧化后示于图1。它可以以相比于上活性炭所述的铁浸渍活性炭具有较少孔数的SEM图像可以看出。这也可以看出,铁活性炭的表面氧化后得到粗糙,而它成为总部的吸附后平滑。

  苯二酚,铁浸渍活性炭的红外光谱之前和苯二酚吸附后在示图1。活性炭的谱图1(a)示出了在≈3,420cm-1的峰值代表键合至氢和在自在形态下的OH基团的存在。活性炭的光谱也在1600厘米显示宽峰-1确认由于醛和酮的CO基的伸缩振动和由于键合到共轭烃羰基。

  吸附苯二酚的活性炭FTIR光谱显示出与在峰地位和强度较小改变可比光谱。图1(b)中示出了FTIR光谱的东西:纯苯二酚(ⅰ),(ii)用于铁浸渍活性炭搅拌后获得用H 2 O 2和(iii)用于活性炭苯二酚氧化与后获得H 2 O 2。然而,用苯二酚氧化后获得的活性炭的FTIR光谱示出的大多数峰的透射率曾经降低,并用氢搅拌后,该光谱具有很多与OH峰的以活性炭FTIR光谱类似性的获得。似乎不只在经过OH自在基的构成的氧化苯二酚协助,而且它添加了OH基团上的铁浸渍活性炭。这些集团进一步吸引苯二酚降解产物在活性炭,其中一些会被吸附在活性炭中。

  图1:(a)苯二酚的FTIR,铁浸渍活性炭之前和苯二酚吸附后,(b)氢醌活性炭的氧化后。

  各品种型如羟基(HO•)和过氧羟基(HOO•)自在基的从而起到在苯二酚的氧化重要作用是由各种铁化合价的氧化-还原反应生成的铁(Fe(III)/Fe的(II))存在于的铁浸渍活性炭催化剂在过氧化氢的存在下进行。氧化反应得到由构成络合物开始Fe(III)的-OH基团。代在表示这些基团的机制图2(a)中。这些自在基氧化苯二酚(ⅰ)吸附在催化剂,(ⅱ)存在于催化剂的附近和(iii)在本体溶液中。的苯二酚氧化机理示于图2(b)中。苯二酚在其氧化方式各种两头体取决于氧化的阶段。它构成的两头体,在此期间被氧化成羧酸,如马来酸,草酸,丙烯酸,琥珀酸,丙二酸,乙酸和氧化的后面酸氧化的初期阶段,例如苯醌和CO 2和H 2 O的充分氧化。

  图2:(a)中羟自在基产生机构,(b)中的氢醌降解的提出的反应机理。

  吸附和催化氧化法处理的比较

  最后,去除苯二酚经过催化氧化和活性炭的吸附比较可以做到的。使用催化氧化过程中,约84.5%的最大去除效率。相比,吸附总体催化氧化似乎更好。在催化氧化方法中,使用活性炭的量少相比吸附如,但是,它需求用于启动氧化反应。此外,在催化氧化技术需求的初始pH接近中性的pH和自然pH,从而它可以在不调理pH值因此不需求用于初始pH调理酸来完成。催化氧化需求将需求一些能量于溶液的加热将要发生的更高的温度,用于经过催化氧化法处理所需求的时间也比一半的由吸附所要求更小。考虑到总部,而它仅会从溶液中分离出来,并在吸附过程中,这将需求花费活性炭的进一步处理得到的铁活性炭吸附在催化氧化过程降解的理想,全体催化氧化似乎是用于处理苯二酚轴承废水的更好的技术。再次,用铁浸渍活性炭的矿化是从水溶液苯二酚去除更好方法。这项研讨表明,具有波动的载体如活性炭金属浸渍的吸附剂可以被用作催化剂用于废水的催化氧化。然而,更多的研讨需求在氧化过程中产业规模的发展。

  我们进行了关于使用的铁浸渍活性炭作为用于苯二酚的催化氧化的吸附剂和催化剂进行了比较研讨。吸附研讨表明,吸附是在低pH有利和最佳值被发现是经过吸附苯二酚的去除效率。吸附动力学是由伪二级动力学模型来表示。经过田口的实验设计和方差分析催化氧化研讨表明,pH值是63.47%。在实验氧化研讨中使用的田口实验设计方法。研讨表明,H 2 O 2不只要助于在由OH自在基的构成的苯二酚氧化,而且它添加OH基团上的活性炭氧化过程中,其进一步吸引苯二酚降解产物到的铁浸渍活性炭。这两个过程的全体比较表明,铁基活性炭功能作为催化剂更好,该催化氧化过程被认为是用于处理的苯二酚轴承废水更好。

文章标签:椰壳活性炭,果壳活性炭,煤质活性炭,木质活性炭,蜂窝活性炭,净水活性炭.

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