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閱讀：251發(fā)布時(shí)間：2021-11-29
活性炭對(duì)苯并惡唑吸附，苯并噻唑由于其廣泛的應(yīng)用而分散在環(huán)境中。其中，苯并噻唑，2-羥基苯并噻唑和2-并噻唑被認(rèn)為是有毒的和生物降解性差的試劑。用活性炭吸附被認(rèn)為是去除這些污染物的有吸引力的選擇。本文介紹了活性炭化學(xué)性質(zhì)對(duì)苯并噻唑吸附機(jī)理影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
苯并噻唑及其衍生物是有毒且生物降解性差的有機(jī)化合物。由于其廣泛的應(yīng)用，苯并噻唑存在于膠添加劑制造業(yè)的廢水，制革廠的廢水和處理廠的廢水?；钚蕴渴怯糜谌コ卸镜挠袡C(jī)化合物存在于水中的處理選項(xiàng)，因?yàn)槠涓弑砻娣e，多孔結(jié)構(gòu)，高的吸附能力，和化學(xué)性質(zhì)的其強(qiáng)大的多功能性使用。傳統(tǒng)上，定義活性炭質(zhì)量的參數(shù)被認(rèn)為是孔隙率和表面積?，F(xiàn)在已經(jīng)表明，活性炭的表面化學(xué)在吸附過(guò)程中起著重要的作用。吸附機(jī)理的清晰理解對(duì)于吸附器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化是的。然而，目前還沒(méi)有關(guān)于活性炭表面基團(tuán)對(duì)苯并噻唑吸附的影響的數(shù)據(jù)，考慮到更專(zhuān)業(yè)和有效的吸附劑的發(fā)展。
預(yù)處理活性炭樣品
為了研究與來(lái)自所述樣品的不同，表面化學(xué)不同活化的活性炭上吸附機(jī)構(gòu)苯并噻唑的表面氧基團(tuán)的影響活性炭制備煤原始。兩個(gè)預(yù)處理原始煤基本上施加：在惰性氣氛中的臭氧氣體和脫氧的氧化作用到1000℃。
在固定床反應(yīng)器中用氣態(tài)臭氧進(jìn)行氧化預(yù)處理。將反應(yīng)器中裝入用2g木炭和操作下的臭氧76毫克鄰源源不斷3如先前所描述[10]在25℃和10，60，120分鐘間隔1點(diǎn)大氣壓的壓力/分鐘。臭氧化的活性炭樣品被確定為F-10，F(xiàn)-60，F(xiàn)-120。脫氧它在水平管式爐中在1000℃下在氮?dú)饬飨逻M(jìn)行的活性炭表面。為此，將13g樣品置于石英容器中，并放入烘箱中。實(shí)驗(yàn)是在樣品的加熱速率下在氮?dú)?5分米的恒定流量10℃/分鐘進(jìn)行3/ min)和1000℃恒溫60分鐘。隨后，將樣品在氮?dú)夥障吕鋮s至室溫，并在真空下儲(chǔ)存在干燥器中直到其使用。
吸附值的測(cè)定等溫
吸附平衡的等溫線(xiàn)中的BT，OHBT，MEBT水溶液在活性炭上的樣品使用項(xiàng)的方法中的容器在25±1℃下進(jìn)行了測(cè)定。稱(chēng)量不同量的活性炭并加入到八個(gè)250cm3和50cm3的錐形瓶中的有機(jī)化合物水溶液(30mg / L)加入到每個(gè)燒瓶中。吸附等溫線(xiàn)在超純水中進(jìn)行，無(wú)需調(diào)整pH值。在每個(gè)實(shí)驗(yàn)中，將兩個(gè)瓶子與不含活性炭的有機(jī)污染物的溶液一起包括在內(nèi)，以評(píng)估被吸附物在容器壁中可能的揮發(fā)或吸附。攪拌懸浮液直至達(dá)到平衡(約48小時(shí)，根據(jù)在初步動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)中獲得的結(jié)果)。最后，通過(guò)紫外分光光度法在230nm波長(zhǎng)下測(cè)量吸附物的殘余濃度。
在圖1上的原始活性炭BT的(F)，所述OHBT和濕潤(rùn)活性炭吸附等溫線(xiàn)至pH 5。它被理解的是，吸附發(fā)生用于OHBT隨后MEBT目前， BT是最不吸附的。活性炭吸附容量的增加與苯并噻唑分子中甲基或羥基取代基的存在有關(guān)。
圖1.原始活性炭上苯并噻唑的吸附等溫線(xiàn)
活性炭呈現(xiàn)基本特性pH值PZC接近9. OHBT相對(duì)于MeBT和BT的吸附容量的增加可能與芳族體系中電子密度的增加有關(guān)。與甲基相比，羥基增加了芳族體系的電子密度。苯并噻唑分子中羥基和甲基的存在引起B(yǎng)T分子的芳族體系的電子密度增加，增加了原始活性炭的吸附能力。吸附能力的增加與苯并噻唑芳環(huán)的π電子體系和碳石墨平面的電子π能帶之間的分散力的增強(qiáng)有關(guān)。在圖2A，2B和2C分別示出了BT的吸附等溫線(xiàn)，和OHBT MEBT上經(jīng)歷與臭氧預(yù)處理10分鐘，(F-10)，60分鐘(F-60)120分鐘活性炭(F- 120)，并在氮?dú)饬?FG)下在1,000℃下脫氧。
圖2.苯并噻唑在活性炭上的吸附等溫線(xiàn)。(A)BT，(B)MeBT，(C)OHBT。
長(zhǎng)時(shí)間暴露于臭氧氧化的時(shí)間更多的功能，如羰基和羧基，濃度增加活性炭的表面上。這些基團(tuán)被吸電子基和引起基面碳的電子密度的降低和pH降低PZC。
活性炭長(zhǎng)時(shí)間暴露于氣態(tài)臭氧會(huì)導(dǎo)致測(cè)試的三種污染物的吸附能力下降。由于表面電子密度的降低，煤的表面官能團(tuán)的氧化導(dǎo)致煤的基面與苯并噻唑的芳環(huán)之間π-π色散的相互作用減弱。
活性炭對(duì)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團(tuán)的修飾。在用臭氧吸附它被減小，這歸因于由于在基底平面p煤以降低電子密度的降低分散體的相互作用氧化活性炭。脫氧處理表面碳除去氧的官能團(tuán)通過(guò)增加電子密度π電子吸引力增加分散體的相互作用。證明了在pH
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