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活性炭從水中除去結晶紫

來源：韓研活性炭網作者：韓研活性炭網 2017-09-18

　　由納米磁性氧化鐵合成的磁性改性活性炭用于從水溶液中快速有效地除去結晶紫。大量染料的生產和應用于各行業。只需少量染料(少于1ppm對于某些染料)就可以讓你看見水中帶有顏色。由于廢水中大多數染料對光和氧化穩定，并且耐氧消化，對水生生物會產生損害。結晶紫(CV)是用于各種行業的常用染色劑，包括合成基本陽離子染料，和紡織印染行業等。

　　各種處理進行用于從廢水中去除染料包括活性炭吸附和吸附劑，化學和電化學氧化，膜分離工藝，光降解等。磁分離技術已經在環境技術中發現了重要的應用。在吸附過程中，磁吸附劑可以很容易地從吸附過程中與溶液分離。吸附劑如花生殼，木屑，面包酵母細胞，椰殼活性炭等進行了研究，以去除染料和其他伴隨物質。由于活性炭是用于除去染料的最有用的吸附劑之一，在本研究中，活性炭被納米磁性氧化鐵修飾以快速有效地去除結晶紫。SEM圖像表明吸附劑顆粒的尺寸為納米級。研究了吸附劑去除效率。檢測了吸附過程的影響參數。獲得結晶紫對磁性改性活性炭的熱力學和動力學吸附參數。

　　磁改性活性炭的合成

　　韓研技術員合成磁性改性活性炭。將1g活性炭與150ml氫氧化鈉0.5mol / l接觸30分鐘，并用攪拌器充分混合。然后，加熱至沸騰。50ml含Fe(NO 3)3 0.2M和FeSO 4的溶液快速加入0.1M。將混合物轉移到蒸餾燒瓶中回流2小時。通過磁鐵收集磁性改性活性炭，然后用水，甲醇和丙酮洗滌數次以除去過量的氫氧化鈉。然后將其置于80℃的烘箱中干燥12小時。磁性改性活性炭的掃描電子顯微鏡(SEM)圖像如圖 1所示，表明合成磁性顆粒的尺寸小于100nm。

　　實驗過程用1-10毫克磁改性活性炭，1-10分鐘接觸時間，3-9個pH值，以及20,30和40℃進行10毫升結晶紫溶液(5毫克/升)的批次吸附實驗。由于吸附劑的劑量可以強烈影響吸附能力，吸附過程是用不同劑量的吸附劑(1-10毫克)進行的。獲得的結果如圖 2所示，增加吸附劑的數量增加了接觸表面積和可交換位點，然后增加了染料的去除百分比。為了研究pH對吸附劑的影響，pH調節范圍在3到9之間。實驗日期表明，去除染料在pH值9時非常有效。pH對去除結晶紫的影響。像結晶紫陽離子染料物在堿性pH 吸附在活性炭表面。在從27℃(環境溫度)至70℃開始的不同溫度范圍內檢查染色劑去除。在25℃，27℃，40℃，50℃，60℃和70℃下，將10mg染料溶液5mg / l與0.01g磁性改性活性炭在pH 5下接觸5分鐘。獲得的熱力學參數如表1所示。自由能(ΔG負值0)表示的染料去除和吸附過程的自發性質的可行性。ΔH0的值證實了結晶紫對磁性改性活性炭的吸附是吸熱過程。正ΔS 0表明到納米吸附劑結晶紫的親和力。

　　磁性改性活性炭是一種完美而有效的吸附劑，可從水樣中快速去除結晶紫。吸附的動力學是偽二階。Langmuir等溫線可以很好地描述吸附模型。通過增加溫度可增強吸附能力和吸附強度。結果表明，磁性改性活性炭具有很大的去除結晶紫的潛力，磁吸附劑也可以在吸附過程后使用磁鐵或適當的磁選機簡單地從溶液中除去。所得到的結果表明，該吸附劑在更短的時間內更能夠去除染料。

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