活性炭对苯胺、对硝基苯胺共吸附性能的研究

文章采用静态吸附法研究活性炭对苯胺和对硝基苯胺混合溶液中各组分的共吸附过程。研究结果表明,在吸附开始阶段,活性炭对各组分的吸附速率均较大,随着吸附时间的延长,其吸附速率减慢。活性炭对两组分吸附的动力学行为均遵循Bangham速率方程,且由于苯胺的分子极性较小,活性炭对苯胺的吸附速率比对硝基苯胺对大。对于不同浓度比的混合溶液,吸附质浓度越大,活性炭对其吸附量越大。混合溶液中对硝基苯胺的浓度越大,活性炭的总吸附速率和吸附量越大。当pH值为4～5时活性炭对苯胺的吸附性能优,而pH值对活性炭对对硝基苯胺的吸附量影响较小。活性炭对两组分的吸附量和吸附速率都随着温度的升高而增加,说明吸附反应为吸热反应。活性炭对苯胺的吸附反应活化能为24.21kJ/mol,对对硝基苯胺的吸附反应活化能为54.98kJ/mol,温度升高更有利于活性炭对对硝基苯胺的吸附。     

高比表面植物基活性炭吸附水中对硝基苯胺的性能及影响因素

以互花米草与棉秆为原料,以KOH为活化剂,制备了2种低成本高比表面微孔植物基活性炭SA-AC和CS-AC,通过静态实验研究了其对水溶液中对硝基苯胺的吸附特性,测定了溶液pH值、吸附剂剂量、溶液温度对吸附的影响,并探讨了等温吸附行为及其热力学性质.结果表明,在KOH与炭化料的质量比(剂料质量比)为3∶1、活化温度为800℃、活化时间为1.5 h条件下,活化制备的互花米草活性炭SA-AC和棉秆活性炭CS-AC的比表面积分别为2 825 m2.g-1和2 135 m2.g-1,微孔容积分别为1.192 cm3.g-1和1.011 cm3.g-1,对水溶液中对硝基苯胺的Langmuir最大吸附量分别为719和716 mg.g-1,远高于商业活性炭ST1300.溶液pH值和温度对吸附有较大影响,在低温及中性条件下有利于制备活性炭对水溶液中对硝基苯胺的吸附.Freundlich与Redlich-Peterson模型能很好地描述对硝基苯胺在2种活性炭上的吸附行为;热力学研究表明,吸附标准吉布斯自由能变ΔG0与标准焓变ΔH0均为负值,表明对硝基苯胺在这2种活性炭上的吸附属于自发的放热吸附过程;吸附标准熵变ΔS00,说明对硝基苯胺在活性炭表面上的迁移比在溶液中受到了更大的限制.     

氧等离子体改性竹活性炭对苯胺的吸附特性

对氧等离子体改性前后的竹活性炭表面理化性质的改变及其对水溶液中苯胺的吸附特性进行了研究.结果表明,氧等离子体改性竹活性炭的表面物理性质变化较小,但是表面化学性质的变化十分显著.在实验条件下,当溶液pH值超过5.0以后,3种竹活性炭对苯胺的吸附效率达到最大并基本保持不变.吸附动力学研究表明,3种竹活性炭对苯胺的吸附过程均可以在480min内达到平衡,改性竹活性炭的苯胺平衡吸附量显著大于未改性炭,吸附过程均可以用准二级动力学模型和内部颗粒扩散模型进行描述.吸附等温线研究表明,3种竹活性炭对苯胺的吸附等温线均符合Langmuir模型.进一步的分析表明, π-π色散力和氢键作用的增强可能是导致改性竹活性炭吸附苯胺性能提高的主要原因.     

苯胺泄露至土壤中的迁移及应急处置试验模拟研究

通过Batch法研究了土壤吸附苯胺的动力学特征;通过土柱试验模拟了苯胺在土壤中的扩散,同样通过土柱试验研究了两种应急处置方法。试验结果表明,土壤吸附苯胺的反应呈现快速反应和慢速反应两个阶段,以快速吸附反应为主;苯胺在土壤中的扩散浓度与扩散深度的关系可用指数方程表征。通过动力学吸附试验和苯胺在土壤中的迁移试验的结果,确定了挖掘距表面层50ram的污染土壤和在污染表面撒粉末活性炭吸附两种有效的应急处置方法。     

活性炭/聚丙烯腈纤维对溶液中的甲基橙染料吸附动力学研究

采用自制添加活性炭的聚丙烯腈纤维为吸附剂,吸附染料甲基橙溶液,考察了活性炭含量、温度及溶液pH值等因素对纤维吸附染料甲基橙吸附量和吸附速率的影响。结果表明,活性炭/聚丙烯腈纤维吸附甲基橙染料符合表观二级动力学方程。吸附过程的限速步骤为甲基橙染料向活性炭/聚丙烯腈纤维中活性炭颗粒内部微孔扩散,自制的活性炭/聚丙烯腈纤维对甲基橙染料具有较大的吸附容量和较快的吸附速率,可作为甲基橙等染料废水治理的理想材料。     

一种两步联合控制吸附动力学模型的研究

以酸性染料为对象 ,进行了粒状活性炭吸附扩散过程的动力学研究 .实验结果表明活性炭对酸性红B的吸附反应速度主要受吸附物质向活性炭表面的迁移速度和活性炭颗粒内的扩散速度的影响 ,由此建立了一种新的活性炭吸附过程的复合动态吸附模型 ,并使模型符合在较低浓度时受一级扩散反应控制为主 ,在较高浓度时受Boyd扩散控制为主 .该模型能将不同浓度下的扩散动力学过程统一起来     

锰氧化物改性硅藻土对苯胺的去除动力学与机制

硅藻土经焙烧并用高锰酸钾和盐酸改性处理,制备出一种新型的改性硅藻土(Mn-D).考察了Mn-D制备过程中焙烧温度和改性比例(ρ)对其去除苯胺性能的影响,探讨了Mn-D对苯胺的去除动力学行为和去除机制.结果表明,当焙烧温度为450℃、ρ为1.6和负载δ-Mn O2量为0.82 g·g-1时,Mn-D对苯胺有最佳去除效率且伴有Mn2+的释放,10 min内可达饱和吸附量的80%.在酸性条件下,准二级方程能够较准确地描述Mn-D对苯胺的去除动力学行为,且其过程主要由颗粒内扩散过程控制;Freundlich方程能较好地拟合苯胺在Mn-D上的等温吸附过程;通过气相色谱-质谱联用仪对反应产物进行检测分析,发现偶氮苯为主要中间产物,并提出了苯胺的可能去除途径.     

活性炭纤维电极电吸附除盐机理研究

采用自制电吸附除盐装置,在不同操作电压、不同进水浓度条件下,对一定体积的氯化钠溶液进行循环处理,通过吸附过程中的吸附等温线和动力学方程探究了活性炭纤维电极电吸附除盐机理。结果表明:活性炭纤维电极电吸附过程符合Freundlich吸附等温线,电压越大,电极吸附能力越强;而Lagergren准二级动力学方程拟合结果表明,电压越大,极板吸附速率越快;Weber-Morris方程表明,内扩散是影响电吸附速率的主要因素。     

改性膨润土对对硝基苯胺的吸附研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)制备改性膨润土,重点研究了改性剂的用量、改性时间、改性温度对改性膨润土吸附对硝基苯胺的的影响。同时对膨润土改性前后的吸附性能进行了比较,结果表明,改性膨润土对对硝基苯胺的吸附量明显增加,且吸附等温线符合Langmuir方程。     

PAC对再生水中典型有机物吸附动力学和热力学研究

通过粉末活性炭(PAC)吸附再生水中3类典型有机物(腐殖酸、多糖和蛋白质)进行等温线吸附、动力学吸附及吸附前后其粒径变化试验,研究PAC吸附不同有机物的热力学和动力学特性。结果表明,吸附等温线中Freundlich方程拟合结果最好,吸附过程为单分子层吸附,PAC对腐殖酸的吸附效果最好,对多糖的吸附效果最差;热力学研究发现,PAC对3类有机物的吸附过程为自发放热过程。吸附动力学研究发现,PAC吸附3种有机物的最佳接触时间均为12 h;准二级动力学方程更适合描述PAC的吸附过程,其对有机物的吸附由液膜扩散和颗粒内扩散联合作用;PAC吸附腐殖酸的扩散速率最快,吸附量也最大。PAC吸附有机物后的粒径均不同程度地增大,吸附多糖时增加最多,吸附腐殖酸时增加最小。     

活性炭对二硫化碳和水的共吸附动力学行为的热重研究

用热重法研究了５种国产活性炭对水蒸汽和二硫化碳的吸附动力学行为，发现其动力学行为均遵循Ｂａｎｇｈａｍ方程和Ｅｌｏｖｉｃｈ方程所描述的规律，但Ｂａｎｇｈａｍ方程更为优越。     

净水污泥与粉末活性炭复合制备吸附剂去除氨氮研究

将净水污泥与粉末活性炭复合制备吸附剂,用于去除水中的氨氮。研究了净水污泥与粉末活性炭的最佳复合比例及煅烧温度,并采用EDX、SEM、XRD、FTIR、BET对吸附剂进行表征。考察了吸附时间、溶液初始pH、吸附剂投加量、氨氮初始浓度对氨氮吸附效果的影响。结果表明:复合吸附剂的吸附性能优于原泥,当吸附时间为5 h,pH为9时氨氮去除效果最佳。对实验结果进行吸附等温线及吸附动力学模型拟合,发现复合吸附剂对氨氮的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型及二级动力学方程。     

Adsorption of naphthalene onto a high-surface-area carbon from waste ion exchange resin

A high-surface-area carbon (KC-1) was prepared from waste polystyrene-based ion exchange resin by KOH activation and used for naphthalene adsorption. The carbon exhibited a good hydrophobic nature with developed porous structure, favoring the adsorption of organic compounds. The Brunauer-Emmett-Teller surface area and total pore volume of KC-1 were 3442.2 and 1.68 cm 3 /g, respectively, which can be compared with those of KOH-activated carbons prepared from other precursors. Batch experiments were carried out to investigate the adsorption of naphthalene onto KC-1. The equilibrium data were analyzed by the Langmuir, Freundlich, and Polanyi- Manes isotherms and agreed with the Polanyi-Manes Model. The adsorption of naphthalene depended greatly on the porosity of the carbon, and the dispersive interactions between naphthalene and carbon could be relatively weak. The pH variation in aqueous solution had little effect on the adsorption process. The equilibrium time for 0.04 g/L of carbon dose was around 5 hr. Different models were used to evaluate the kinetic data and the pseudo second-order model was suitable to describe the kinetic process of naphthalene adsorption onto KC-1. Regeneration of spent carbon could be carried out effectively by alcohol treatment. The results indicated that KC-1 was a promising adsorbent for the removal of polycyclic aromatic hydrocarbons from aqueous solutions.     

改性活性炭对内分泌干扰物的吸附效能与机制

为提高活性炭对内分泌干扰物的吸附效率,分别采用混合酸溶液,氨水,KMnO₄溶液和表面活性剂溶液对活性炭进行改性.采用比表面积及孔隙度分析仪、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FT-IR）和Boehm滴定法对改性后活性炭表面化学性质及孔隙特征的变化进行评价.通过静态吸附实验确定活性炭的最佳改性方法,并对改性后活性炭吸附机理进行探讨.实验结果表明,KMnO₄改性活性炭（AC-K）表现出最佳的污染物吸附性能,其对邻苯二甲酸二丁酯（DBP）、阿特拉津（Atrazine）和磺胺甲恶唑（SMZ）的去除率分别可达到94.5%、93.8%和95.5%,且吸附过程符合二级动力学方程和D-R模型.由模型计算结果可知,AC-K对目标污染物的吸附速率明显加快,其中对Atrazine的二级吸附速率常数是AC的1.75倍.AC-K对DBP、Atrazine和SMZ的理论饱和吸附量也分别比改性前分别提高了42.2%、629%和122%.经KMnO₄改性后,活性炭的吸附机制由物理吸附占主导,转化为离子交换吸附.     

活性炭对含铜制药废水的吸附特性

以粉末活性炭为吸附剂,采用批式试验,研究静态吸附对黄连素脱铜废水中Cu2+的去除效果,分析了吸附剂投加量(5～50 g/L),pH(1.0～5.0)和接触时间(20～600 min)对吸附效果的影响. 当pH为2.4,吸附剂投加量为30 g/L时,反应300 min即可达到吸附平衡状态. 通过对吸附动力学和吸附等温线的模型分析发现,二级吸附动力学模型能够更好地描述试验结果,对吸附平衡数据的拟合采用Langmuir吸附等温线优于采用Freundlich吸附等温线.      

粉煤灰对工业废水中氨氮的吸附性能研究

以粉煤灰作为吸附材料进行静态吸附试验,研究粉煤灰对废水中氨氮的吸附性能及其吸附动力学行为,并与活性炭的吸附性能进行比较.试验结果表明:粉煤灰对氨氮的吸附容量随着水中NH4+-N浓度的增加而增大,氨氮浓度存200mg/L和500mg/L下,粉煤灰对NH4+-N吸附动力学行为遵循Bangharm方程和Elovich方程.对...     

碳基吸附剂对典型有机防晒剂二苯甲酮-3的吸附性能及热力学研究

针对环境水体中药物及个人护理用品(PPCPs)的污染问题,选择在环境水体中存在的有机紫外防晒剂二苯甲酮-3(BP-3)作为典型污染物,以颗粒活性炭(GAC)、粉末活性炭(PAC)和碳纳米管(CNT)作为吸附剂,考察吸附剂对BP-3的吸附性能、吸附特性和吸附热力学.结果表明:吸附性碳材料对BP-3具有良好的吸附性能,3种碳材料的最大吸附容量排列为:PACGACCNT,其中,PAC的单层最大吸附容量为450.36mg·g-1.Freundlich、Redlich-Peterson和Temkin吸附等温线方程能够较好地拟合吸附数据,Langmuir吸附等温线方程对PAC的吸附拟合效果较好,而对粒径较大的吸附剂(GAC、CNT)的拟合效果不理想.PAC、GAC的吸附过程可以采用一级动力学或者二级动力学模型拟合,而CNT适合采用一级动力学模型来描述.吸附热力学分析表明,PAC、GAC和CNT对BP-3的吸附过程都是自发进行的,其中,PAC和GAC的吸附过程是吸热的,升高温度有利于吸附反应的进行;而CNT的吸附过程是放热的.     

改性粘土矿物的制备及其对水体中二氯喹啉酸的吸附研究

采用固-液吸附法,以天然钙基蒙脱石为原料,硫酸和十六烷基三甲基溴化铵(HDTMAB)为改性剂,制备了3种改性蒙脱石,并借助X-射线衍射、比表面积全分析及有机碳含量测定对所得的改性蒙脱石进行表征.结果表明,先酸化后再进行有机改性所得的改性蒙脱石(AHM)不仅具有较大的比表面积、层间距,而且有机碳含量是最高的.同时,采用批量平衡实验比较了这3种改性蒙脱石和天然蒙脱石对二氯喹啉酸的吸附能力.结果表明,天然蒙脱石对二氯喹啉酸的吸附率最小,不足5%,而先酸化再进行HDTMAB改性所得的改性蒙脱石对二氯喹啉酸的吸附率最高,其对二氯喹啉酸的吸附容量约为天然蒙脱石的20倍.二氯喹啉酸在这种改性蒙脱石上吸附速率很快,吸附平衡时间为2 h,吸附动力学满足准二级动力学方程,吸附等温线可用Linear和Freundlich模型较好地拟合.     

Application of activated carbon derived from scrap tires for adsorption of Rhodamine B

Activated carbon derived from solid hazardous waste scrap tires was evaluated as a potential adsorbent for cationic dye removal. The adsorption process with respect to operating parameters was investigated to evaluate the adsorption characteristics of the activated pyrolytic tire char (APTC) for Rhodamine B (RhB). Systematic research including equilibrium, kinetics and thermodynamic studies was performed. The results showed that APTC was a potential adsorbent for RhB with a higher adsorption capacity than most adsorbents. Solution pH and temperature exert significant influence while ionic strength showed little e ect on the adsorption process. The adsorption equilibrium data obey Langmuir isotherm and the kinetic data were well described by the pseudo second-order kinetic model. The adsorption process followed intra-particle di usion model with more than one process a ecting the adsorption process. Thermodynamic study confirmed that the adsorption was a physisorption process with spontaneous, endothermic and random characteristics.     

Rapid removal of bisphenol A on highly ordered mesoporous carbon

Bisphenol A (BPA) is of global concern due to its disruption of endocrine systems and ubiquity in the aquatic environment. It is important, therefore, that e orts are made to remove it from the aqueous phase. A novel adsorbent, mesoporous carbon CMK-3, prepared from hexagonal SBA-15 mesoporous silica was studied for BPA removal from aqueous phase, and compared with conventional powdered activated carbon (PAC). Characterization of CMK-3 by transmission electron microscopy (TEM), X-ray di raction, and nitrogen adsorption indicated that prepared CMK-3 had an ordered mesoporous structure with a high specific surface area of 920 m2/g and a pore-size of about 4.9 nm. The adsorption of BPA on CMK-3 followed a pseudo second-order kinetic model. The kinetic constant was 0.00049 g/(mg min), much higher than the adsorption of BPA on PAC. The adsorption isotherm fitted slightly better with the Freundlich model than the Langmuir model, and adsorption capacity decreased as temperature increased from 10 to 40°C. No significant influence of pH on adsorption was observed at pH 3 to 9; however, adsorption capacity decreased dramatically from pH 9 to 13.