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【研究】油豆(Ugba或Ukpaka)和蜗牛壳制备活性炭的制备与表征
2018-10-11 | 阅:  转:  |  分享 
  
选择两种农业废物并在600下碳化45分钟和在800下碳化30分钟,并将每一种分成三个不同的部分。用HCl,H2SO4和H3PO4作为活化剂活化各部分。活性炭的特征在于一些重要参数,例如pH,灰分含量,氮,碳含量,硫,脂肪,纤维,蛋白质,水分含量,碳水化合物,氧气,氢气,钠,钾和孔隙体积。废水收集并用活性炭处理电池工业,以确定重金属吸附能力的程度。表征结果显示pH值范围为6.71至6.82,而油豆活性炭的孔体积范围为3.9×10-5至2.4×10-5m3/g,8.7×10-6至6.2×10-6的孔体积范围为3.9×10-5至2.4×10-5m3/g。蜗牛壳活性炭的m3/g。活化前活性炭的百分比产率对于油豆为25.79至27.27,对于Snail壳活性炭为61.85至86.11%。FTIR结果显示活性炭的表面重组,在化学活化后形成新的官能团。产生的吸附数据很好地符合Freundlich?等温线因为测定系数(R2)的大多数值>0.500表明重金属从水溶液中的非均相吸附解。还观察到,用H3PO4活化的那些碳在大多数生产的活性炭中是更好的吸附剂,与重金属无关,其次是用HCl活化的那些,而用H2SO4活化的那些是最少的。ANOVA表明,在几乎所有产生的活性炭类型中,可靠性因子(R2)与Langmuir常数之间存在正相关关系。所以它也是Freundlich等温常数,除了它们中的少数。该研究表明,使用HCL,H2SO4和H3PO4作为活化剂,从豆壳壳和蜗壳壳生产的活性炭可以有效地与传统的活性炭竞争工业废料,尤其是电池行业。

关键词

吸附;?活性炭;?重金属;?治疗;?蜗牛壳

介绍

工业和城市废水可能含有许多杂质,这些杂质分为不同的污染物组(其中包括溶解和不溶解的物质,易降解的有机物质,持久性有机物质,植物营养素,重金属和盐)。污水处理的目的是消除这些不希望的杂质和恢复天然水质。通常使用其他处理过程(例如絮凝)预先清洁污染物,沉淀吸附和/或生物处理。活性炭通常用于最后的加工步骤,以除去最难的杂质,如重金属,其他药物微污染物。用于清洁的活性炭(颗粒或粉末)必须完成许多不同的任务:去除有机化学物质和着色剂,减少化学品或药物等微量物质,大大减少残留的化学需氧量。自工业化时期开始以来,人类活动,如采矿和相关冶炼,化石燃料燃烧以及油漆,电池,医药和牙科中汞(Hg)的工业用途,大大增加了全球大气金属储存量[?1]]。使用汞齐化作为主要技术,在小规模采矿活动附近的沉积物和鱼类中发现了高浓度的重金属。这些地区大多数鱼片的浓度超过了美国食品和药物管理局的建议[?2]对环境中重金属背景浓度增加的一个主要担忧是,任何无机形式(毒性较小)都可以转化为有机形式,尤其是甲基汞,这是人类已知的毒性最大的化合物之一。因此,该问题的主要目的是在排放到水源之前处理废水,从而减少对环境的威胁和恶化并且承诺更好的环境可持续性。已经开发了许多用于废水净化和处理的技术,其中之一是吸附。但问题是为此目的建立吸附柱的成本。这项研究倾向于设置一种从廉价农业废物中生产活性炭的经济有效的手段。

材料和方法

设备清单

在研究过程中使用以下设备:数字pH计(Labtech4620),称重天平(MetlerMP301),数字马弗炉(Labtech201),滴定管,蒸馏器,样品瓶,烧杯,杵和坩埚,Platinium坩埚,1.18毫米网格,干燥器,温度计,滤纸,通风柜,漏斗,FTIR(Buck530FTIR),SEM(Aspex3020PSEM2),秒表,kjehdal烧瓶,量筒,培养皿。

试剂清单

盐酸(HCl),磷酸(H?3?PO?4),硫酸(H?2?SO?4),氢氧化钠(NaOH),去离子水,氯化钡(BaCl?2),氯化镉一水合物(CdCl?2.H?2?O)),硫酸锰一水合物(MnSO4.H2O),六水合氯化镍(NiCl?2?.6H?2?O),硝酸铅(Pb(NO?3)2),硒粉和高氯酸HClO?4。

采样和样品前处理

生产活性炭的前体(原料)选择显然是研究的第一步。传统上,活性炭是由碳质生产的来源材料,如木材,泥炭,煤炭和植物来源的废物(例如坚果壳,水果石)。今天,生产廉价和高效活性炭的一种有希望的方法是再利用农村,市政或工业活动中产生的农业废物。由于大量生产和废物再利用,废物的使用尤为重要,以使我们的环境更安全。选择作为前体的两种农业废弃物是:油豆(PentaclethraMacrophylla)壳(Igba土地中的Ugba或Ukpaka)和蜗牛壳。油豆壳是从埃努古州的ObolloAfor收集的,而蜗牛壳是从AkwaIbom州Eket的Marina公路收集的(图1-4)。从样品中除去污垢,然后将它们洗涤并晒干。



图1:油豆。



图2:捣碎的油豆壳。



图3:蜗牛壳。



图4:捣毁的蜗牛壳。

碳化和活化

使用Grigis[?3?]略微修改的程序。将壳移除,洗涤,干燥并使用局部制造的研磨机粉碎。将其过筛至1.18mm并在800下碳化30分钟并在600下碳化45分钟。将75g碳化样品与20%三种不同溶剂(H?2?SO?4,HCl和H?3?PO?4)混合)溶液比例为1:1(酸:炭)。在80下进行该浸渍,连续搅拌2小时。之后,将样品过滤,用去离子水洗涤并在120下在烘箱中干燥过夜。将活性炭逐渐冷却至室温。用去离子水分别洗涤,直到洗涤的去离子水的pH为7.0。将制备的活性炭在120下干燥过夜,冷却并储存用于进一步研究。

碳化产率的测定:碳化产率测定如下:

产率(%)=产生的碳的重量/使用的原始样品的重量×100

碳含量测定[?4?]

步骤:洗涤空铂坩埚,干燥并记录重量。

将精确2g的湿样品称入铂坩埚中,并置于850的马弗炉中3小时。

在燃烧后将样品在干燥器中冷却并称重。

计算:



哪里

W?1?=空白坩埚的重量

W?2?=铂坩埚的重量和燃烧前的样品

W?3?=铂和碳的重量。

氮含量测定[?4?]

原理:该方法是在金属催化剂(硒粉)存在下用热浓硫酸消解样品。样品中的有机氮被还原为氨。将其作为硫酸铵保留在溶液中。将溶液碱化,然后蒸馏以释放氨。将氨捕获在稀酸中,然后滴定。

步骤:将?1g每种样品称重到30mlkjehdal烧瓶中(轻轻地进行以防止样品接触烧瓶壁)然后关闭烧瓶(塞住)并摇动。然后加入1克凯氏丙烯酸催化剂混合物。将混合物加热在火上的消化架中,直到看到清澈的溶液。然后将澄清溶液静置30分钟以使其冷却。冷却后,加入约100ml去离子水以避免结块,然后转移到凯氏消化装置中。将含有5ml硼酸指示剂的500ml接收瓶置于蒸馏装置的冷凝器下,使得龙头在溶液内约20cm。将10ml40%氢氧化钠加入装置中的消化样品中,立即开始蒸馏直至蒸馏达到接收瓶烧瓶的35ml标记,然后用0.01N盐酸将其滴定成粉红色。

计算:

%氮=滴定值×0.01×氮原子质量×4

其中0.01=酸的正常性。

硫含量测定[?5?]

消化样品:将?10g干燥的样品称入消化烧瓶中,加入20ml酸混合物(650ml浓HNO3;80ml高氯酸;20ml浓H?2?SO?4)。将烧瓶加热直至获得澄清的消化物。然后将消化物用蒸馏水稀释至250ml标记。然后对待测定的每种元素进行适当的稀释。根据APHA标准方法[?6?]?分析硫酸盐。

步骤:将250cm?3的样品在培养皿上蒸发至干。将残余物用几滴浓缩液润湿。HCl和30cm3蒸馏水。将混合物煮沸,然后过滤。冲洗培养皿并将滤纸分别用蒸馏水洗涤,并将滤液和洗液一起加入。将其加热至沸腾,然后在不断搅拌下逐滴加入10cm?3的10%BaCl?2溶液。将混合物消化约30分钟,过滤并用温蒸馏水洗涤滤纸。然后将其点燃,冷却并在预先称重的坩埚中称重。

计算:?mg/dm?3硫=mgBaSO?4?×411.5cm?3水样

重金属浓度的测定

使用VarianAA240原子吸收光谱仪进行重金属浓缩。根据Adrian[?5?]?准备样品用于AAS分析。将2g干燥的样品称入消化烧瓶中,加入20ml酸混合物(650ml浓HNO3;80ml高氯酸;20ml浓H?2?SO?4)。将其加热直至获得澄清的消化物。用去离子水将消化物稀释至100ml标记。

近似分析方法

水分含量:程序:将培养皿洗涤并在烘箱中干燥

?将精确2g的样品称重到培养皿中

?在烘箱中干燥之前记录培养皿和样品的重量

?将培养皿和样品放入烤箱中30分钟,记录重量

?继续干燥程序直至获得恒重



其中W?1?=培养皿的重量和干燥前的样品

W?2?=培养皿和干燥后的样品的重量

碳水化合物测定(差分法)

100-(%蛋白+%水分+%灰+%脂肪+%光纤)

灰分[?4?]:样品的灰分含量是有机物被烧掉后残留的无机残留物。

步骤:洗涤空铂坩埚,干燥并记录重量。

将精确2g的湿样品称入铂坩埚中,并在500的马弗炉中放置3小时。

在燃烧后将样品在干燥器中冷却,称重并记录重量。

计算:



哪里:

W?1?=空铂坩埚的重量

W?2?=燃烧前铂坩埚和样品的重量

W?3?=铂和灰的重量。

确定固定碳百分比

固定碳百分比=100%灰分含量

粗纤维测定

用石油醚将2g样品脱脂(如果脂肪含量大于10%,则进行此操作)。将其与每100ml溶液中含有1.25gH?2?SO?4的?200ml溶液在回流下煮沸30分钟。在槽纹漏斗上通过亚麻过滤溶液。用沸水洗涤直至洗液不再是酸性。然后将残余物转移到烧杯中并用200ml含有1.25g无碳酸盐的NaOH/100ml的溶液煮沸30分钟。

将最终的残余物通过在Gooch坩埚中洗涤并点燃的石棉的薄而密切的垫过滤。将Gooch坩埚在电炉中干燥并称重。将其焚烧,冷却然后称重。焚烧后重量损失×100是粗纤维的百分比。



粗脂肪的测定(索氏提取法)

该方法通过用非极性有机溶剂如石油醚连续提取样品约1小时或更长时间来进行。

步骤:将250ml洁净沸腾烧瓶在105-110的烘箱中干燥约30分钟。它被转移到干燥器中并允许冷却。它被贴上标签并称重。在沸腾的烧瓶中装入约300ml石油醚(沸点40-60)。提取套管用棉绒轻轻塞住。组装索氏提取装置并使其回流约6小时。小心地取出套管,收集石油醚,排入容器中重复使用。当烧瓶在105-110℃下几乎不含石油醚1小时时,取出烧瓶并干燥。将其从烘箱转移到干燥器中并使其冷却,然后称重。



粗蛋白的测定?[?4?]

原理:该方法是在金属催化剂存在下用热浓硫酸消解样品。样品中的有机氮被还原为氨。将其作为硫酸铵保留在溶液中。将溶液碱化,然后蒸馏以释放氨。将氨捕获在稀酸中,然后滴定。

程序:将1g样品称重到30mlkjehdal烧瓶中(轻轻地以防止样品接触烧瓶壁),然后将烧瓶塞住并摇动。然后加入1克kjedahl催化剂混合物。在火上用消化架小心地加热混合物直至看到澄清的溶液。然后将澄清溶液静置30分钟并使其冷却。冷却后,加入约100ml去离子水以避免结块,然后将50ml转移到kjedahl蒸馏装置中。将含有5ml2%硼酸和含有5滴溴甲酚蓝和1滴亚甲蓝的指示剂混合物的100ml接收瓶置于蒸馏装置的冷凝器下,使得龙头在溶液内约20cm。

计算:%氮=滴定值×0.01×14×4

%蛋白质=%氮气×6.25

测定吸附效率

通过将所需量的Analar级盐溶解在去离子水中来制备重金属储备溶液。使用的盐是氯化镉一水合物(CdCl?2?.H?2?O),硫酸锰一水合物(MnSO?4?.H?2?O),氯化镍六水合物(NiCl?2?.6H?2?O),硝酸铅(Pb(NO?3)2),氯化钴六水合物(CoCl?2?.6H?2O)分别用于制备储备溶液的Cd(II),Mn(II),Ni(II),Pb(II)和Co(II)。将该储备溶液用去离子水进一步稀释至所需浓度,以获得测试溶液。NaOH用于pH调节。采用Grigis和Co.[?3?]略有改进的方法研究了每种农业废弃物在不同温度和时间下制备的每种活性炭的吸附能力。活性炭的剂量为2g,水溶液的体积为10ml,不同的初始重金属浓度为35mg/l至150mg/l,pH7,温度约为室温,接触时间24。小时,搅拌速度120转。

吸附效率=C?0?-C/C?0?×100

C=平衡重金属的浓度

C?0?=重金属的初始浓度

等温线研究(Freundlich和Langmuir等温线)

由于其简单性,选择批处理技术以获得平衡数据。在相同温度和初始重金属(HM)浓度下进行批量吸附以获得平衡等温线。对于等温线研究,通过在恒温摇床中在固定温度下在100mg烧瓶中摇动1g活性炭样品进行吸附实验,所述烧瓶填充有浓度范围为35mg/l至150mg/L的10mlHM溶液。在一段已知的时间。平衡后,过滤悬浮液,然后使用AAS(VarianAA240)分析金属溶液。为了获得吸附容量,使用以下表达式评估每质量单位活性炭样品吸附的离子量(mg/g):

q?e?=(C?0?-C?e)V/m

其中q?e是平衡时吸附的量(mg/g),C?0是初始金属离子浓度(mg/L),Ce是平衡金属离子浓度(mg/L),V是水相的体积(L),m是所用活性炭的量。

孔体积的测定

将1g每种活性炭浸入水中并煮沸15分钟,以便从活性炭的孔中置换空气。将样品表面干燥并重新称重。由体积差(dw)除以室温下的水(e)密度计算孔体积。

孔容?=dw/e?t25

结果与讨论

对样品进行近似分析(表1),观察到样品的pH值范围为OBAC为6.71,Snail壳为6.82,表明略微中性的样品。还观察到OBAC具有较高的硫含量(37035mg/g)。此外,灰分百分比,脂肪,纤维,氮和蛋白质含量相对较低两个样品,其比得上文献值[?7,8?]。油豆具有较高的水分含量,56.5%,但记录的碳水化合物百分比低于对应物。样品的元素分析(表2)显示,SnailShell记录的碳含量最高(45.33%),表明它可能是一种很好的吸附剂。从表3碳化后的百分比产率,我们观察到碳化后油豆的产率低,产率低于50%,但蜗牛壳的碳化温度为800°C和600°时,产率分别为61.85%和86.11%。C分别。这与其他研究一致[?9?]。这也是表2中元素分析中蜗牛壳记录的高碳含量的证据。还可以观察到,在较高温度下的百分比产率低于在较低温度下的百分比产率即使在更长时间内碳化。这是因为温度的升高导致前体材料的挥发性组分损失更多,因此产率百分比降低[?9?]。化学活化后,在所用温度下所有样品的百分比产率(表4)都非常高,尽管在两种条件下H?3?PO?4都更好。相对于活化温度,活化时间不会显着影响产率。采用H?3?PO?4和ZnCl2作为活化剂在800下活化的棕榈仁的百分比产率为Abechi报道的46.33%[?9]。分析从IbetoBattery工厂(Nnewi)收集的废水中的Pb浓度。废水也用生产的各种活性炭处理,结果如表5所示。从结果可以推断出所有制备的活性炭都是良好的Pb吸附剂。OBAC对废水中Pb的吸附能力范围为0.47~4.77,而SSAC的吸附能力为0.02~0.90。这表明当油豆和蜗牛壳在800°C/600°C碳化并用H?2?SO?4,HCl或H?3?PO?4活化时,它可以作为电池行业废水处理的良好吸附剂。。

样品 pH值 硫(Mg/g) %灰 %脂肪 %纤维 %N?2 %蛋白质 %水分 %碳水化合物 油豆壳 6.71 37.035 1.50 9.00 25.50 0.392 2.45 56.5 5.05 蜗牛壳 6.82 20.575 4.00 6.00 24.00 0.56 3.5 5.5 57.40% 表1:样品的近似分析。

样品 油豆 蜗牛壳 碳(%) 19.61 45.33 氢(mg/g) 18.55 17.28 氧气(mg/g) 12.33 11.66 钠(ppm) 1.158 4.326 钾(ppm) 19.238 15.722 表2:样品的元素分析。

样品 800°C,30Min(%) 600°C,45Min(%) 油豆 25.79 27.27 蜗牛壳 61.85 86.11 表3:碳化后的产率百分比。

样品 800°C/30Min(%) 600°C/45Min(%) H?2?SO?4 盐酸 H?3?PO?4 H?2?SO?4 盐酸 H?3?PO?4 油豆 74.59 68.42 76.02 61.85 66.40 89.32 蜗牛壳 74.52 79.80 98.15 83.85 92.35 98.21 表4:化学活化后的百分比产率。

活性炭类型 初始PbConc。(毫克/克) 吸附量(mg/g) 协会Obac/600/盐酸 17.95 2.90 OBAC/600°C/H?2?SO?4 17.95 4.77 OBAC/600°C/H?3?PO?4 17.95 2.89 协会Obac/800/盐酸 17.95 3.69 OBAC/800°C/H?2?SO?4 17.95 3.52 OBAC/800°C/H?3?PO?4 17.95 0.47 SSAC/600/盐酸 17.95 0.90 SSAC/600°C/H?2?SO?4 17.95 0.11 SSAC/600°C/H?3?PO?4 17.95 0.02 SSAC/800/盐酸 17.95 0.88 SSAC/800°C/H?2?SO?4 17.95 0.40 SSAC/800°CH?3?PO?4 17.95 0.03 表5:来自IbetoBatteryIndustries的废水样品中的重金属浓度及其用制备的活性炭处理。

表面化学研究

键合到碳表面的官能团的类型和净电荷对于理解离子吸附物在活性炭上的吸附机制很重要[?10?]。活性炭的吸附能力受碳表面官能团的影响。通过FTIR分析的活性炭表面上的官能团证明存在羧基,羟基,胺基,酰胺基,烷基,芳香族C=C,腈,苯酚和羧基(表6))。碳化和活化碳的FTIR光谱显示出彼此之间的一些差异。这表明在激活之后,移位发生在更高和更低的波数上。这种转变表明在活化期间在活性炭的表面上发生了结合过程。FTIR光谱在JASCOFTIR-3500光谱仪上获得。使用的分析条件是在4cm?-1的分辨率下进行16次扫描,测量值在400和4000cm?-1之间。碳化(未活化)和活化OBAC的FTIR光谱显示出复杂的表面,因为观察到存在几个峰(表6))。活性炭显示出比碳化油豆壳更多的峰。这表明一些表面氧化物的重组已经发生化学活化(表6)。在活化的OBAC中,碳化OBAC在1177cm-1附近观察到的峰值移至约1780cm?-1。因此,对于在未活化的油豆碳上移动至1750cm?-1的1574cm?-1附近观察到的C=C芳族键也是如此。的OH拉伸周围3223.80厘米观察-1在未活化碳和CH在822.92厘米观察-1也经历各种位移为好。这些结果与锯末报道的结果类似[?11]。这些官能团可以作为化学结合剂,其中羧基,羟基和胺基团可以解离带负电的活性表面。这意味着这些官能团可以吸引带正电的物体,如重金属离子[?12?]。从FTIR光谱来看,化学修饰对活性炭的化学结构非常有效。在活化期间,通过碳表面上的自由基与来自前体和来自大气的原子如氧和氮的相互作用形成官能团[?13?]。官能团使活性炭表面具有化学反应性并影响其吸附性能[?14]。表面氧化是活性炭生产的固有特征。它产生羟基(-OH),羰基(=CO)和羧基(-COOH),赋予活性炭两性特征。未活化和活化的蜗牛壳碳的FTIR光谱也显示出复杂的表面存在几个峰(表7)。活化的蜗牛壳碳显示出比未活化的蜗牛壳碳更多的峰。这表明由活化剂原子(HCl,H?2?SO?4和H?3?PO?4)的相互作用引起的强表面氧化物重组)用过的。通过制备的未活化的蜗牛壳碳观察到峰的移动以及一些观察到的峰的消失。在未活化的碳中未观察到醛官能团的C=O,但在活化的SSAC中发现。所以也是C=C芳香伸展。从表8可以推断,与800相比,600下的碳化产生了更好的吸附百分比,而与活化剂无关。在OBAC吸附Cd的过程中,600碳化的碳吸附效果更好,因为大多数百分比高于它们的对应部分,除了一些用HCl活化的部分(表9)。

活化前的油豆壳 激活后 协会Obac/600/盐酸 OBAC/600°C/H?3?PO?4 OBAC/600°C/H?2?SO?4 协会Obac/800/盐酸 OBAC/800°C/H?3?PO?4 OBAC/800°C/?H?2?SO?4 波数 可能的分配 波数 可能的分配 可能的分配 可能的分配 可能的分配 可能的分配 可能的分配 822.92 芳香C-H拉伸 ?860-680 芳香C-H弯曲 芳香C-H弯曲 芳香C-H弯曲 958.1954 1780年至1710年 C=OStr。COOH,酮,酯类 C=OStr。COOH,酮,酯类 C=OStr。COOH,酮,酯类。 1177.18 羧酸C=0伸展 1700-1500 芳香C=C弯曲 芳香C=C弯曲 芳香C=C弯曲 芳香C=C弯曲 芳香C=C弯曲 芳香C=C弯曲 1265.15 1680年至1620年 C=CStr。Alkenes C=CStr。Alkenes C=CStr。Alkenes。 C=CStr。Alkenes 1423.69 1690年至1630年 酰胺,C=OStr。 酰胺,C=OStr。 酰胺,C=OStr。 酰胺,C=OStr。 1574.504 芳香C=C弯曲 1750年至1735年 芳香族C=H弯曲 芳香族C=H弯曲 芳香族C=H弯曲 芳香族C=H弯曲 芳香族C=H弯曲 芳香族C=H弯曲 1806.151 1740年至1690年 醛C,=OStr。 醛C,=OStr。 1882.47 1750年至1680年 KetoneC=OStr KetoneC=OStr。 2158.96 烷基C=C?拉伸 2950-2850 C-HStr。Alkanes C-HStr。Alkanes C-HStr。Alkanes C-HStr。Alkanes C-HStr。Alkanes C-HStr。Alkanes 2237.413 腈C=NStrech ?2260-2100年 C=CStr。Nitriles C=CStr。Nitriles C=CStr。Nitriles C=CStr。Nitriles C=CStr。Nitriles C=CStr。Nitriles 2905.61 烷基CH?拉伸 3170.13 烷基CH?拉伸 3100-3010 C-HStr。芳香环 C-HStr。芳香环 C-HStr。芳香环 3223.80 酒精,酚O-H伸展 3000-2500 O-HStr。COOH,酚类,OH O-HStr。COOH,酚类,OH O-HStr。COOH,酚类,OH O-HStr。COOH,酚类,OH O-HStr。COOH,酚类,OH O-HStr。COOH,酚类,OH。 3351.445 醇/酚OH伸展 3500-3300 N-HStr。胺类 N-HStr。胺类 N-HStr。胺类 N-HStr。胺类 3550.973 AmideN-H?Stretch 3550-3200 OH?O-H,Str。 OH?O-H,Str OH?O-H,Str。 OH?O-H,Str。 3714.78 AmideNH?Stretch ?3700-3500 Amide,N-HStr。 Amide,N-HStr。 Amide,N-HStr。 Amide,N-HStr。 表6:?FTIR分析油豆(在Nujol和Kbr中作为溶剂)(来源:Anirudhan等人;Karthika等人;Shen等人;Bansal和Rao)。

激活前的蜗牛壳 激活后 SSAC/600/盐酸 SSAC/600°C/H?3?PO?4 SSAC/600°C/H?2?SO?4 SSAC/800/盐酸 SSAC/800°C/H?3?PO?4 SSAC/800°C/H?2?SO?4 波数 可能的分配 波数 可能的分配 可能的分配 可能的分配 可能的分配 可能的分配 可能的分配 761.209 ?860-680 芳香C-H弯曲 芳香C-H弯曲 芳香C-H弯曲 芳香C-H弯曲 芳香C-H弯曲 芳香C-H弯曲 945.987 1780年至1710年 C=OStr。COOH,酮,酯类 1127.46 1700-1500 芳香C=C弯曲 芳香C=C弯曲 芳香C=C弯曲 1495.913 1690年至1630年 酰胺,C=OStr。 酰胺,C=OStr。 酰胺,C=OStr。 1751.494 1740年至1690年 醛C,=OStr。 1987.339 2260-2220 C=CStr。Nitriles C=CStr。Nitriles C=CStr。Nitriles C=CStr。Nitriles 2544.37 羧酸C-H?拉伸 3300 ?? ?? ?? ?? ?? ?? 2873.69 烷基C-H?拉伸 3207.012 AmineNH?Stretch 3000-2500 O-HStr。COOH,酚类,OH O-HStr。COOH,酚类,OH O-HStr。COOH,酚类,OH O-HStr。COOH,酚类,OH O-HStr。COOH,酚类,OH O-HStr。COOH,酚类,OH 3332.85 AmineNH?Stretch 3500-3300 N-HStr。胺类 N-HStr。胺类 N-HStr。胺类 N-HStr。胺类 N-HStr。胺类 3474.62 AmineNH?Stretch 3550-3200 OH?O-H,Str。 OH?O-H,Str。 OH?O-H,Str。 ?OH?O-H,Str。 OH?O-H,Str。 ?OH?O-H,Str。 3614.68 3700-3500 酰胺,N-H. 酰胺,N-H. 酰胺,N-H. 酰胺,N-H. 表7:蜗牛壳的FTIR分析(在Nujol和Kbr中作为溶剂)(来源:Anirudhan等人;Karthika等人;Shen等人;Bansal和Rao)。

盐酸 盐酸 H?2?SO?4 H?2?SO?4 H?3?PO?4 H?3?PO?4 600 800℃ 600℃ 800℃ 600℃ 800℃ E(%) E(%) E(%) E(%) E(%) E(%) 97.5 87.8 96.8 43.4 84.3 59.7 96.8 90.1 94.7 41.9 81.0 60.7 90.3 89.9 88.2 42.7 82.7 63.9 8.99 38.2 94.6 41.1 82.0 19.7 42.7 4.9 60.9 54.2 32.0 11.1 OBAC=油豆活性炭

表8:?OBAC对Ni的吸附百分比。

HCl?600°C?E% HCl?800°C?E% H?2?SO?4600°C?E% H?2?SO?4800°C?E% H?3?PO?4600°C?E% H?3?PO?4800°C?E% 71.7 63.3 98.9 39.9 58.4 30.5 61.6 78.6 97.6 29.9 55.6 24.8 60.3 77.7 99.1 27.6 59.2 23.8 17.9 36.4 96.9 9.2 18.0 4.9 7.04 6.96 71.3 3.4 14.8 12.3 表9:?OBAC对Cd的吸附百分比。

在表10中,?Pb在800下碳化的OBAC中吸附更好,并且具有高吸附百分比。这由图5-7以图示方式示出。就像OBAC的Pb吸附一样,即使吸附百分比不是那么高,在800碳化的Mn也能更好地吸附Mn(表11和图8)。除了用H?3?PO?4活化的那些之外,在800下碳化的AC具有更好的吸附百分比,但它们通常具有低吸附百分比(表12和图9)。

HCl?600°C?E% HCl?800°C?E% H?2?SO?4600°C?E% H?2?SO?4800°C?E% H?3?PO?4600°C?E% H?3?PO?4800°C?E% 14.1 98.9 17.8 98.7 20.1 98.7 18.7 99.2 11.2 98.5 20.5 98.5 16.5 98.7 8.5 96.9 21.0 96.9 18.3 96.5 18.2 94.8 21.9 94.8 16.1 96.0 14.8 93.6 30.5 93.6 表10:?OBAC对Pb的吸附百分比。

HCl600°CE% HCl800°CE% H?2?SO?4?600°CE% H?2?SO?4?800°CE% H?3?PO?4?600°CE% H?3?PO?4?800°CE% 7.5 87.3 7.9 64.6 11.0 98.6 4.5 94.2 3.6 62.9 4.6 69.2 16.5 93.3 5.8 46.7 11.0 56.7 17.5 29.1 4.1 17.7 11.6 13.6 19.8 25.7 3.1 18.8 5.9 14.1 表11:?OBAC对Mn的吸附百分比。

HCl600°CE% HCl800°CE% H?2?SO?4?600°CE% H?2?SO?4?800°CE% H?3?PO?4?600°CE% H?3?PO?4?800°CE% 6.6 10.6 12.1 23.7 9.9 7.9 4.9 21.3 8.2 4.7 8.4 6.2 0.7 4.5 4.3 7.5 6.6 4.3 2.6 3..6 4 7.8 10.2 7.2 7.2 4.8 1.9 7.4 4 10.2 表12:?SSAC对Ni的吸附百分比。



图5:?OBAC对Ni的吸附百分比。



图6:?OBAC对Cd的吸附百分比。



图7:?OBAC对Pb的吸附百分比。



图8:?OBAC对Mn的吸附百分比。



图9:?SSAC对Ni的吸附百分比。

在通过SSAC吸附Pb时,在600下碳化的AC具有更好的吸附百分比,不管使用的活化剂如何它们都具有低的吸附百分比(表13和图10)。通过SSAC在两种温度下碳化并用不同试剂/酸活化的Cd的吸附总体上非常低,尽管在600碳化的那些在大多数中具有更好的吸附百分比(表14和图11)。SSAC对Mn的吸附百分比通常较低,尽管在600碳化的吸附剂具有更好的吸附性,特别是那些用H?3?PO?4和H?2?SO?4活化的吸附剂(表15)和图12)。

HCl600°CE% HCl800°CE% H?2?SO?4?600°CE% H?2?SO?4?800°CE% H?3?PO?4?600°CE% H?3?PO?4?800°CE% 61.0 10.0 53.3 5.9 50.3 12.0 42.3 18.9 25.2 20.4 50.9 25.1 64.3 18.7 25.0 5.2 35.9 12.9 58.0 18.4 21.6 12.3 41.4 7.9 56.9 17.3 20.5 9.9 46.5 13.0 表13:?SSAC对Pb的吸附百分比。

HCl600°CE% HCl800°CE% H?2?SO?4?600°CE% H?2?SO?4?800°CE% H?3?PO?4?600°CE% H?3?PO?4?800°CE% 5.2 3.7 2.9 2.7 3.3 7 2.7 5.2 3.3 2.1 5.9 3.4 6.1 7.5 6.8 6.2 7.5 5 7.2 3.4 1.5 6.9 4.5 3.2 5.6 2.6 6.6 3.7 11.3 1.0 表14:?SSAC对Cd的吸附百分比。

HCl600°CE% HCl800°CE% H?2?SO?4?600°CE% H?2?SO?4?800°CE% H?3?PO?4?600°CE% H?3?PO?4?800°CE% 88.7 6.8 97.1 9.5 98.8 6.2 1.9 2.9 96.9 4.5 93.4 4.6 4.5 4.8 90.7 10.2 85.5 5.1 47.9 2.3 81.9 5.9 91.8 7.8 1.47 0.9 60.8 0.4 68.4 4.4 表15:?SSAC对Mn的吸附百分比。



图10:?SSAC对Pb的吸附百分比。



图11:?SSAC对Cd的吸附百分比。



图12:?SSAC对Mn的吸附百分比。

吸附等温线的定量描述

传统上,吸附剂对离子的吸附已经通过直接从等温线获得的参数或通过Freundlich和Langmuir等温线的最小二乘分析定量描述。

来自该研究的数据经受Freundlich和Langmuir模型以确定吸附参数并鉴定最适合或描述这些制备的活性炭的吸附的模型。

Freundlich模型是异质表面能的一种情况,它给出了活性炭(AC)中存在的活性位点的指数分布。这种形式的方程用于关联从金属溶液吸附的重金属离子的量,模型的线性形式是:

logq?e?=logK?f?+1/nlogCe

其中q?e是以mg/g计的吸附金属离子的量,Ce是金属离子的平衡浓度。n和K?f是Freundlich常数,分别表示AC的吸附强度和吸附容量[?15?]。它们是从logq?e与logC?e的曲线的斜率和截距计算的(表16)。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 55.472 1.39 0.54 97.5 -0.268 0.143 1.852 0.7194 52.672 1.67 0.51 96.8 -0.292 0.204 1.961 0.5988 59.352 5.73 0.54 90.3 -0.268 0.758 1.852 0.1745 64.965 6.58 0.58 8.99 -0.237 0.818 1.724 0.1520 66.797 38.26 0.29 42.7 -0.538 1.583 3.448 0.0261 C?o?=初始金属浓度,C?e?=平衡金属浓度,q?e?=每克活性炭吸附的金属,E=吸附效率百分比。

表16:在600下碳化并用HCl活化的油的Ni吸附。

在600碳化的OBAC的Freundlich吸附强度(n)范围为1.14至15.6(表64)。n值越高,吸附剂和吸附物之间的键越强,废水处理中的所需参数[?16?]n对于每个OBAC上的Ni吸附>1(表64)。椰子壳碳吸附亚甲蓝得到了类似的结果[17?]。图3图1显示了在600碳化并用HCl活化的OBAC上的Ni吸附等温线的结果。从图中,直线图表示从样品中吸附Ni金属的情况。该图显示吸附等温线具有相对良好的Ni去除率。这可以通过查看确定系数来证明,R?2?=0.603。通过确定系数(R?2)[?18?]?测量实验数据的拟合优度。所有等温线的R?2列于表64中。线性曲线的斜率也很好,适合测试吸附效果。从线性曲线的斜率获得的n值范围为1.91至15.9,这表明OBAC作为吸附剂的强度。当n>1时,吸附系数随着溶液浓度的增加而增加,导致单分散后疏水表面特征增加,当n<1时,Kf随浓度降低[?19?]。附录4显示了重金属分析的原子吸收分光光度计(AAS)结果(图13)。Langmuir等温线模型表明,通过单层吸附在均匀表面上发生吸附,而吸附离子之间没有相互作用。Langmuir等温方程的线性形式如??下所示:



图13:?Ni在OBAC上的Freundlich等温线图在600下碳化并用HCl活化。

1/QE=1/Q°+1/BQ°1/CE

当Ce是平衡浓度(mg/l)时,qe是平衡时吸附的金属离子量(mg/g),Q°和b是Langmuir等温线常数,分别给出吸附容量和吸附能量[?14?]。1/qe对1/Ce的线性图表示Langmuir模型图,Q°和b的值是根据Langmuir图的斜率和截距计算的。在图3中,确定系数没有显示出良好的拟合。三种OBAC对Ni的Langmuir吸附容量(Q°)范围为0.035至1.4144l/kg,而Langmuir吸附能(b)范围为0.32至5.895,这反映了保留强度和可用的位置数量。山梨酸盐(图14和表17)。图3显示了良好的测定系数(0.693)。此外,吸附强度是相对高的(12.9),以及1.8的良好的吸附能力(图15,16和表18,19)。对于通过在800碳化的OBAC吸附Ni,Kf范围为2.5至2.9,这表明其具有良好的吸附能力。此外,吸附强度范围为0.001至0.739。Freundlich图的测定系数表明除了用HCl活化的那些之外,其适合性差。OBAC在600°C碳化的吸附数据更适合Freundlich模型。OBAC上的Freundlich吸附强度(n)相对较高,但(Kf)值OBAC的Freundlich吸附容量的情况则相反。考虑到测定系数(R?2),在800碳化的OBAC上吸附Ni的Langmuir等温线显示出不合适)获得在OBAC上吸附Ni的实验数据图。它们的吸附容量范围为0.0035至0.012,而吸附能量范围为0.8至17.7(表20-22)。考虑到Freundlich模型的测定系数值,在600碳化的OBAC对Cd的吸附具有更好的拟合(分别为HCl,H?2?SO?4,H?3?PO?4活化剂的0.917,0.739,0.999)。它们都具有相对较好的拟合值,除了用H?2?SO?4(R?2)激活的值=0.022)。就吸附强度而言,在800下碳化的物质优于其对应物,但反之则是吸附容量(Kf)(表23-25)。在600和800碳化的OBAC上吸附Cd的Langmuir吸附等温线图具有低的R?2值。这表明生成的实验数据不合适。R?2值范围为0.348至0.993。除了那些用H?2?SO?4活化的油豆碳外,这是例外在两个碳化温度下。尽管实验数据与Langmuir等温线模型的拟合较差,但Q°值也非常低,这表明Cd对所制备的碳类型的吸附能力低。Langmuir吸附能量项相对较高(表26,27)。通常,在OBAC吸附Cd中,用H?2?SO?4活化的OBAC?在两种碳化温度下具有较高的Freundlich吸附强度(分别在600和800下n=?1.14,1.75?),但在它们的Freundlich吸附容量(Kf)中),用H?3?PO?4(分别为43.1,7.6×105,600和800)活化的那些更好,用H?2活化的那些记录最少SO?4(表27,28)。OBAC在不同温度下碳化吸附Cd并用不同酸作为活化剂活化,考虑到它们各自的测定系数,很好地适用于Freundlich等温模型,尽管在800碳化的碳合金具有更好的适应性。三种活化剂除800°C/H?3?PO?4?OBAC外,低(R?2?=0.089)。此外,在800碳化的那些具有更好的吸附强度(对于HCl,H?3?PO?4和H?2?SO?4,n=4.46,29.4,4.63)分别比在600下碳化的那些,不管它们的活化剂如何。对于它们各自的Freundlich吸附容量(Kf),在600下碳化的那些比用它们的对应物更好,除了用H?2?SO?4活化的那些(表29,30)。在OBAC上吸附Pb的实验数据与Langmuir等温模型具有良好的拟合,其具有0.004至0.9950的测定系数。除了在600°C和800°C碳化温度下用H?2?SO?4活化并用H?3?PO?4活化的情况例外在600°C。它还具有低Q°值以及低b值,表明Langmuir吸附能力和吸附能量差(表31-34)。通过OBAC吸附Mn的测定系数通常较低,因此Freundlich等温线图不适合,除了在800碳化并用HCl活化(R?2?=0.826)。金属吸附强度以及Freundlich吸附容量均相对较高,尽管那些在800碳化的地方比其对应物更好,除了在600下用HCl活化的那些,其吸附能力非常高(Kf)。=4.9×105)(表35,36)。对于OBAC上的Mn吸附,除了用HCl活化并在800碳化(R?2?=0.892)之外,所产生的所有类型活性炭的Langmuir等温模型都不能很好地拟合所产生的实验数据。R?2的范围为0.008至0.892。Langmuir吸附能(b)相对较高,而Langmuir吸附容量常数(Qo)较低(表37-40)。在600和800碳化的SSAC上Ni吸附测定系数均较低,表明吸附数据与Freundlich等温模型的拟合较差。R?2的范围为0.57至0.927。仅在600下碳化并用H?2?SO?4活化并且在800下碳化并用具有良好拟合的HCl活化(分别为R?2?=0.710和0.927)。Freundlich吸附容量常数非常高,表明SSAC具有良好的吸附能力。因此,Freundlich吸附强度也在0.23至1.07之间(表41-43)。SSAC上Ni的吸附数据与Langmuir等温模型的拟合较差,因为测定系数在0.029至0.800之间。Qo非常低,但Langmuir吸附能量常数的情况则相反(表44-46)。



图14:?Ni在OBAC上的Langmuir等温线图在600下碳化并用HCl活化。



图15:?Ni在OBAC上的Freundlich等温线图在600下碳化并用H?2?SO?4活化。



图16:?Ni在OBAC上的Langmuir等温线图在600碳化并用H?2?SO?4活化。



图17:在600和800下碳化的油豆的SEM图像。



图18:油豆在600和800下碳化并用酸活化的SEM图像。



图19:在600和800下碳化的蜗牛壳的SEM图像。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 55.472 1.78 0.54 96.8 -0.268 0.250 1.8519 0.5618 52.672 2.77 0.50 94.7 -0.301 0.442 2.0000 0.3610 59.352 6.98 0.52 88.2 -0.284 0.844 1.9231 0.1433 64.965 16.50 0.48 94.6 -0.319 1.217 2.0833 0.0606 66.797 26.10 0.41 60.9 -0.387 1.417 2.4390 0.0383 表17:在600下碳化并用H?2?SO?4活化的油的Ni吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 55.472 8.67 0.47 84.3 -0.328 0.938 2.128 0.1153 52.672 9.98 0.43 81.0 -0.366 0.999 2.326 0.1002 59.352 10.26 0.49 82.7 -0.310 1.011 2.041 0.0975 64.965 11.66 0.53 82.0 -0.276 1.067 1.887 0.0858 66.797 45.36 0.21 32.0 -0.678 1.657 4.762 0.0220 表18:在600下碳化并用H?3?PO?4活化的油的Ni吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 55.472 6.78 0.49 87.8 -0.310 0.831 2.0408 0.1475 52.672 5.19 0.47 90.1 -0.328 0.715 2.1277 0.0157 59.352 6.003 0.53 89.9 -0.276 0.778 1.8868 0.1666 64.965 40.13 0.25 38.2 -0.602 1.603 4.0000 0.0249 66.797 63.53 0.03 4.9 -1.523 1.803 33.333 0.0157 表19:在800下碳化并用HCl活化的油的Ni吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 55.472 31.38 0.24 43.4 -0.620 1.497 4.1667 0.0319 52.672 30.56 0.22 41.9 -0.658 1.485 4.5455 0.0327 59.352 34.01 0.25 42.7 -0.602 1.532 4.0000 0.0294 64.965 38.27 0.27 41.1 -0.569 1.583 3.7037 0.0261 66.797 30.60 0.36 54.2 -0.444 1.486 2.7778 0.0327 表20:在800下碳化并用H?2?SO?4活化的油的Ni吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 55.472 22.37 0.33 59.7 -0.481 1.350 3.030 0.04470 52.672 20.68 0.32 60.7 -0.495 1.316 3.025 0.0484 59.352 21.38 0.38 63.9 -0.420 1.330 2.632 0.0468 64.965 52.17 0.13 19.7 -0.886 1.717 7.692 0.0192 66.797 59.38 0.07 11.1 -1.155 1.774 14.286 0.0168 表21:通过在800下碳化并用H?3?PO?4活化的油豆的Ni吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 53.662 15.19 0.38 71.7 -0.420 1.182 2.6316 0.0658 53.057 20.37 0.33 61.6 -0.481 1.309 3.0303 0.0491 53.930 21.38 0.33 60.3 -0.481 1.330 3.0303 0.0468 55.728 45.74 0.10 17.9 -1.000 1.660 10.0000 0.0219 57.470 53.426 0.04 7.04 -1.398 1.728 25.0000 0.0187 表22:通过在600碳化并用HCl活化的油豆对Cd的吸附

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 53.662 0.57 0.53 98.9 -0.276 -0.244 1.8868 1.7544 53.057 1.28 0.52 97.6 -0.284 0.107 1.9231 0.7813 53.930 0.51 0.53 99.1 -0.276 -0.292 1.8868 1.9608 55.728 1.681 0.54 96.9 -0.268 0.226 1.8519 0.5949 57.470 16.47 0.41 71.3 -0.387 1.217 2.4390 0.0607 表23:通过在600碳化并用H?2?SO?4活化的油豆对Cd的吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 53.662 22.33 0.31 58.4 -0.509 1.349 3.2258 0.0448 53.057 23.56 0.29 55.6 -0.538 1.372 3.4483 0.0424 53.930 21.99 0.32 59.2 -0.495 1.342 3.1250 0.0455 55.728 45.67 0.10 18.0 -1.000 1.660 10.0000 0.0219 57.470 48.96 0.09 14.8 -1.046 1.690 11.1111 0.0204 表24:在600下碳化并用H?3?PO?4活化的油豆对Cd的吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 53.662 19.69 0.34 63.3 -0.469 1.294 2.9412 0.0508 53.057 11.38 0.42 78.6 -0.377 1.056 2.3810 0.0879 53.930 12.022 0.42 77.7 -0.377 1.080 2.3810 0.0832 55.728 35.452 0.20 36.4 -0.699 1.550 5.0000 0.0282 57.470 53.407 0.04 6.96 -1.398 1.728 25.0000 0.0187 表25:通过在800碳化并用HCl活化的油豆对Cd的吸附

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 53.662 37.28 0.16 30.5 -0.796 1.571 6.2500 0.0268 53.057 39.90 0.13 24.8 -0.886 1.601 7.6923 0.0251 53.930 42.10 0.12 23.8 -0.921 1.624 8.3333 0.0238 55.728 53.00 0.27 4.9 -0.569 1.724 3.7037 0.0189 57.470 52.18 0.05 12.3 -1.301 1.718 20.0000 0.0192 表26:通过在800下碳化并用H?3?PO?4活化的油豆对Cd的吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 53.662 32.33 0.21 39.9 -0.678 1.510 4.7619 0.0309 53.057 37.16 0.16 29.9 -0.796 1.570 6.2500 0.0269 53.930 39.04 0.15 27.6 -0.824 1.592 6.6667 0.0256 55.728 50.59 0.05 9.2 -1.301 1.704 20.0000 0.0198 57.470 55.49 0.02 3.4 -1.699 1.744 50.0000 0.0180 表27:通过在800碳化并用H?2?SO?4活化的油豆对Cd的吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 35.724 30.68 0.05 14.1 -1.301 1.487 20.0000 0.0326 37.606 30.56 0.07 18.7 -1.155 1.485 14.2857 0.0327 43.912 36.66 0.07 16.5 -1.155 1.564 14.2857 0.0273 57.167 46.72 0.10 18.3 -1.000 1.670 10.0000 0.0214 57.381 48.14 0.09 16.1 -1.046 1.683 11.1111 0.0208 表28:在600下碳化并用HCl活化的油豆对Pb的吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 35.724 28.55 0.07 20.1 -1.1549 1.4556 14.2857 0.0350 37.606 29.91 0.08 20.5 -1.0969 1.4758 12.5000 0.0334 43.912 34.71 0.09 21.0 -1.0458 1.5405 1.1111 0.0288 57.167 44.66 0.13 21.9 -0.8861 1.6499 7.6923 0.0224 57.381 39.87 0.18 30.5 -0.7447 1.6006 5.5556 0.0251 表29:在600下碳化并用H?3?PO?4活化的油豆对Pb的吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 35.724 29.36 0.06 17.8 -1.222 1.468 16.6667 0.0341 37.606 33.40 0.04 11.2 -1.398 1.524 25.0000 0.0299 43.912 40.16 0.04 8.5 -1.398 1.604 25.0000 0.0249 57.167 46.76 0.10 18.2 -1.000 1.670 10.0000 0.0214 57.381 48.88 0.09 14.8 -1.046 1.689 11.1111 0.0205 表30:通过在600碳化并用H?2?SO?4活化的油豆的Pb吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 35.724 0.41 0.35 98.9 -0.4559 -0.3872 2.8571 2.4390 37.606 0.31 0.37 99.2 -0.4318 -0.5086 2.7027 3.2258 43.912 0.57 0.43 98.7 -0.3665 -0.2441 2.3256 1.7544 57.167 1.98 0.55 96.5 -0.2596 0.2967 1.8182 0.5051 57.381 2.31 0.55 96.0 -0.2596 0.3636 1.8182 0.4329 表31:在800下碳化并用HCl活化的油豆对Pb的吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 35.724 0.48 0.35 98.7 -0.4559 -0.3188 2.8571 2.08333 37.606 0.55 0.37 98.5 -0.4318 -0.2596 2.7027 1.8182 43.912 1.38 0.43 96.9 -0.3665 0.1399 2.3256 0.7246 57.167 2.99 0.54 94.8 -0.2676 0.4757 1.8519 0.3344 57.381 3.67 0.54 93.6 -0.2676 0.5647 1.8519 0.2725 表32:在800下碳化并用H?3?PO?4活化的油豆对Pb的吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 35.724 0.54 0.35 98.5 -0.4559 -0.2676 2.8571 1.8519 37.606 0.07 0.38 99.8 -0.4202 -1.1549 2.6316 14.2857 43.912 0.01 0.44 99.9 -0.3565 -2.0000 2.2727 100.0000 57.167 0.30 0.57 99.5 -0.2441 -0.5288 1.7544 3.3333 57.381 1.37 0.56 97.6 -0.2518 0.1367 1.7857 0.7299 表33:在800下碳化并用H?2?SO?4活化的油豆对Pb的吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 75.046 69.42 0.06 7.5 -1.2218 1.8415 16.6667 0.0144 114.686 109.55 0.05 4.5 -1.3010 2.0396 20.0000 0.0091 135.240 112.86 0.22 16.5 -0.6576 2.0525 4.5455 0.0089 145.137 120.14 0.25 17.5 -0.6021 2.0797 4.0000 0.0083 147.280 118.11 0.29 19.8 -0.5376 2.0723 3.4483 0.0085 表34:在600下碳化并用HCl活化的油脂对Mn的吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 75.046 66.81 0.08 11.0 -1.0969 1.8248 12.5000 0.0149 114.686 109.40 0.05 4.6 -1.3010 2.0390 20.0000 0.0091 135.240 120.30 0.15 11.0 -0.8239 2.0803 6.6667 0.0083 145.137 128.34 0.17 11.6 -0.7695 2.1084 5.8824 0.0078 147.280 138.56 0.09 5.9 -1.0458 2.1416 11.1111 0.0072 表35:通过在600碳化并用H?3?PO?4活化的油豆对Mn的吸附。

Co(mg/l) Ce(mg/l) qe(mg/g) E(%) logqe logCe 1/QE 1/CE 75.046 69.12 0.06 7.9 -1.2218 1.8396 16.6667 0.0145 114.686 110.56 0.04 3.6 -1.3979 2.0436 25.0000 0.0090 135.240 127.40 0.07 5.8 -1.1549 2.1052 14.2857 0.0078 145.137 139.20 0.06 4.1 -1.2218 2.1436 16.6667 0.0072 147.280 142.70 0.05 3.1 -1.3010 2.1544 20.0000 0.0070 表36:在600下碳化并用H?2?SO?4活化的油脂对Mn的吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 75.046 9.51 0.66 87.3 -0.1805 0.9782 1.5151 0.1052 114.686 6.66 1.08 94.2 0.0334 0.8235 0.9259 0.1502 135.240 9.011 1.26 93.3 0.1004 0.9548 0.7937 0.1110 145.137 102.9 0.42 29.1 -0.3768 2.0124 2.3810 0.0097 147.280 109.5 0.38 25.7 -0.4202 2.0394 2.6316 0.0091 表37:通过在800下碳化并用HCl活化的油豆对Mn的吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 75.046 1.06 0.74 98.6 -0.1308 0.0253 1.3514 0.9434 114.686 35.28 0.79 69.2 -0.1024 1.5475 1.2658 0.0283 135.240 58.53 0.77 56.7 -0.1135 1.7674 1.2987 0.0171 145.137 125.43 0.20 13.6 -0.6990 2.0984 5.0000 0.0080 147.280 126.59 0.21 14.1 -0.6778 2.1024 4.7619 0.0079 表38:在800下碳化并用H?3?PO?4活化的油脂对Mn的吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 75.046 26.57 0.48 64.6 -0.3188 1.4244 2.0833 0.0376 114.686 42.53 0.72 62.9 -0.1427 1.6287 1.3889 0.0235 135.240 72.12 0.63 46.7 -0.2007 1.8581 1.5873 0.0139 145.137 119.48 0.26 17.7 -0.5850 2.0773 3.8462 0.0084 147.280 119.55 0.28 18.8 -0.5528 2.0775 3.5714 0.0084 表39:在800下碳化并用H?2?SO?4活化的油脂对Mn的吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 55.47 51.8 0.04 6.6 -1.3979 1.7143 25.0000 0.0193 52.67 50.11 0.03 4.9 -1.5229 1.6999 33.3333 0.0200 59.35 58.96 0.01 0.7 -2.0000 1.7706 100.0000 0.0170 64.97 63.28 0.02 2.6 -1.6990 1.8013 50.0000 0.0158 66.79 61.99 0.05 7.2 -1.3010 1.7923 20.0000 0.0161 表40:通过在600碳化并用HCl活化的Snail壳的Ni吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 55.47 49.96 0.06 9.9 -1.2218 1.6986 16.6667 0.0200 52.67 48.23 0.04 8.4 -1.3979 1.6833 25.0000 0.0128 59.35 55.42 0.04 6.6 -1.3979 1.7437 25.0000 0.0180 64.97 58.36 0.07 10.2 -1.1549 1.7661 14.2857 0.0172 66.79 64.12 0.03 4 -1.5259 1.8070 33.3333 0.0156 表41:通过在600碳化并用H?3?PO?4活化的Snail壳的Ni吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 55.47 48.78 0.07 12.1 -1.1549 1.6882 14.2857 0.0205 52.67 48.37 0.04 8.2 -1.3979 1.6846 25.0000 0.0207 59.35 56.79 0.03 4.3 -1.5229 1.7543 33.3333 0.0176 64.97 62.38 0.03 4 -1.5229 1.7950 33.3333 0.0160 66.79 65.49 0.01 1.9 -2.0000 1.8162 100.0000 0.0153 表42:通过在600碳化并用H?2?SO?4活化的Snail壳的Ni吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 55.47 49.6 0.06 10.6 -1.2218 1.6955 16.6667 0.0202 52.67 41.46 0.11 21.3 -0.9586 1.6176 9.0909 0.0241 59.35 56.70 0.03 4.5 -1.5229 1.7536 33.3333 0.0176 64.97 62.66 0.02 3..6 -1.6990 1.7970 50.0000 0.0160 66.79 63.57 0.03 4.8 -1.5229 1.8033 33.3333 0.0157 表43:通过Snail壳在800下碳化的Ni吸附并用HCl活化。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 55.47 51.09 0.04 7.9 -1.3979 1.7083 25.0000 0.0196 52.67 49.38 0.03 6.2 -1.5229 1.6936 33.3333 0.0202 59.35 56.78 0.03 4.3 -1.5229 1.7542 33.3333 0.0176 64.97 60.29 0.05 7.2 -1.3010 1.7802 20.0000 0.0166 66.79 59.96 0.07 10.2 -1.1549 1.7779 14.2857 0.0167 表44:通过Snail壳在800下碳化的Ni吸附并用H?3?PO?4活化。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 55.47 42.32 0.13 23.7 -0.8861 1.6265 7.6923 0.0236 52.67 50.19 0.02 4.7 -1.6990 1.7006 50.0000 0.0199 59.35 54.89 0.04 7.5 -1.3979 1.7395 25.0000 0.0182 64.97 59.91 0.05 7.8 -1.3010 1.7775 20.0000 0.0167 66.79 61.88 0.05 7.4 -1.3010 1.7916 20.0000 0.0162 表45:通过在800碳化并用H?2?SO?4活化的Snail壳的Ni吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 35.70 13.89 0.52 61.0 -0.6576 1.1427 4.5455 0.0720 37.60 21.67 0.16 42.3 -0.7959 1.3359 6.2500 0.0461 43.91 15.67 0.28 64.3 -0.5528 1.1951 3.5714 0.0638 57.17 23.96 0.33 58.0 -0.4815 1.3795 3.0303 0.0417 57.58 24.69 0.33 56.9 -0.4815 1.3925 3.0303 0.0405 表46:通过在600碳化并用HCl活化的Snail壳的Pb吸附。

Freundlich模型与SSAC对Pb的吸附数据不匹配,考虑所记录的测定系数值,其范围为0.031至0.555,但n和Kf值相对较高,表明良好的吸附强度和吸附容量(表47-49)。用于在SSAC上吸附Pb的Langmuir图遵循相同的模式,就像通过SSAC吸附Ni一样。R?2值低,范围为0.029至0.451。另外,作为朗缪尔吸附容量常数的Q°低。它的范围从0.00013到0.061。Langmuir吸附能常数(b)范围为5.1至120.9,表明在SSAC上吸附Pb具有良好的吸附能(表50-52))。由于测定系数(R?2)在0.001至0.890范围内,因此在Freundlich模型上,Cd对SSAC的吸附数据也很差。吸附强度参数也很低(0.11至1.33)。与吸附强度项不同,吸附容量项非常高,因此表明等温线图的拟合性差(表53-58)。由于测定系数(R?2)在0.099至0.563范围内,因此在Freundlich模型上对Mn对SSAC数据的吸附也很差。n和Kf值相对较高,表明也具有高吸附容量。它们的范围分别为0.82至19.61和1.1至586.1(表59,60)。SSAC实验数据对Cd和Mn的吸附在Langmuir等温线模型图上表现不佳。它们各自的R?2的范围为0.002至0.852和0.152至0.813。两者的吸附能量常数相对较高,但Q°值非常低,表明由蜗牛壳制备的SSAC的吸附能力低(表61-63)。前面提到的Freundlich等温模型是异质表面能的一种情况,它给出了活动位点的指数分布。Freundlich常数n和Kf分别表示吸附强度和吸附容量,由logqe对logCe的斜率和截距计算得到,这些已在前几页中给出,参数总结在表64。为激活符合Freundlich结合能力碳从油豆生产的范围从1.0到7.6×105(表64)。增加的值表明更大的吸附容量。n的值是所用吸附剂材料强度的函数,它表明了吸附的有利性。当n>1时,观察到有利的吸附条件。当n值高时,表明吸附键较弱,当n>1时,吸收系数随溶液浓度的增加而增加,导致单层吸附后表面特性增加。当大多数活性炭类型中n<1Kf的值随浓度降低时。这与先前的研究一致[?19]。通过确定系数或数据可靠性(R?2)Zaid和Mohammed[18]?来测量实验数据的拟合优度。研究的等温线R?2如表64所示,可以推断出Freundlich模型除了Cd/OBAC/800°CH?3?PO?4,Mn/OBAC/600?外,所有油豆活性炭均表现出良好的拟合度。°C/H?2?SO?4,Ni/OBAC/800/H?2?SO?4,Pb/OBAC/800/H?2?SO?4和Mn/OBAC/600/H?3?PO?4。表65图2显示了由Snail壳产生的活性炭吸附Ni,Pb,Cd和Mn的Freundlich吸附等温线参数。Freundlich模型在所考虑的所有类型的活性炭中几乎都很差。这反过来又影响了它们各自吸附强度的值以及它们的吸附容量(表65)。Langmuir等温线模型表明,通过单层吸附在均匀表面上发生吸附,而吸附离子之间没有相互作用。表66给出了确定系数,拟合实验数据后的Langmuir常数。对于24种类型的OBAC,分别从截距和斜率评估b和Q°的值。从表中推导出,除了少数几个之外,确定系数都不适合Langmuir模型方程。R?2值的范围为0.00至0.993,大多数低于0.500。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 35.70 17.74 0.18 50.3 -0.7447 1.2489 5.5556 0.0564 37.60 18.46 0.19 50.9 -0.7212 1.2662 5.2632 0.0542 43.91 29.14 0.14 35.9 -0.8539 1.4685 7.1429 0.0340 57.17 33.46 0.24 41.4 -0.6198 1.5425 4.1667 0.0299 57.58 30.67 0.27 46.5 -0.5686 1.4867 3.7037 0.0326 表47:通过在600碳化并用H?3?PO?4活化的Snail壳的Pb吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 35.70 16.67 0.19 53.3 -0.7212 1.2219 5.2632 0.0600 37.60 28.13 0.09 25.2 -1.0458 1.4492 11.1111 0.0355 43.91 32.92 0.11 25.0 -0.9586 1.5175 9.0909 0.0304 57.17 44.80 0.12 21.6 -0.9208 1.6513 8.3333 0.0223 57.58 45.60 0.12 20.5 -0.9208 1.6590 8.3333 0.0219 表48:通过在600碳化并用H?2?SO?4活化的Snail壳的Pb吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 35.70 32.1 0.04 10.0 -1.3979 1.5065 25.0000 0.0312 37.60 30.5 0.07 18.9 -1.1549 1.4843 14.2857 0.0328 43.91 35.7 0.08 18.7 -1.0969 1.5527 12.5000 0.0280 57.17 46.6 0.11 18.4 -0.9586 1.6684 9.0901 0.0215 57.58 47.4 0.09 17.3 -1.0458 1.6758 11.1111 0.0211 表49:通过在800下碳化并用HCl活化的Snail壳的Pb吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 35.70 31.40 0.04 12.0 -1.3979 1.4969 25.0000 0.0318 37.60 28.16 0.09 25.1 -1.0458 1.4496 11.1111 0.0355 43.91 38.22 0.06 12.9 -1.2218 1.5823 16.6667 0.0262 57.17 52.67 0.05 7.9 -1.3010 1.7216 20.0000 0.0190 57.58 49.91 0.07 13.0 -1.1549 1.6982 14.2857 0.0200 表50:通过在800下碳化并用H?3?PO?4活化的Snail壳的Pb吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/l) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 35.70 33.6 0.02 5.9 -1.6990 1.5263 50.0000 0.0298 37.60 29.9 0.08 20.4 -1.0969 1.4757 12.5000 0.0334 43.91 41.6 0.02 5.2 -1.6990 1.6191 50.0000 0.0240 57.17 50.10 0.07 12.3 -1.1549 1.6998 14.2857 0.0200 57.58 51.67 0.06 9.9 -1.2218 1.7132 16.6667 0.0194 表51:通过在800碳化并用H?2?SO?4活化的Snail壳的Pb吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/l) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 53.66 50.87 0.03 5.2 -1.5229 1.7065 33.3333 0.0197 53.06 51.65 0.01 2.7 -2.0000 1.7131 100.00 0.0194 53.90 50.59 0.03 6.1 -1.5229 1.7041 33.3333 0.0198 55.7 51.67 0.04 7.2 -1.3979 1.7132 25.0000 0.0194 57.47 54.27 0.03 5.6 -1.5229 1.7346 33.3333 0.0184 表52:通过在600碳化并用HCl活化的Snail壳的Cd吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/l) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 53.66 51.89 0.02 3.3 -1.6990 1.7151 50.0000 0.0193 53.06 49.91 0.03 5.9 -1.5229 1.6982 33.3333 0.2000 53.90 48.87 0.05 7.5 -1.3010 1.6980 20.0000 0.0205 55.7 53.19 0.03 4.5 -1.5229 1.7258 33.3333 0.0188 57.47 50.99 0.06 11.3 -1.2218 1.7075 16.6667 0.0196 表53:通过蜗牛壳在600碳化并用H?3?PO?4活化的Cd吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/l) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 53.66 52.10 0.02 2.9 -1.6990 1.7168 50.0000 0.0192 53.06 51.30 0.02 3.3 -1.6990 1.7101 50.0000 0.0195 53.90 50.23 0.04 6.8 -1.3979 1.7010 25.0000 0.0199 55.7 54.89 0.01 1.5 -2.0000 1.7395 100.0000 0.0182 57.47 53.67 0.04 6.6 -1.3979 1.7297 25.0000 0.0186 表54:通过蜗牛壳在600碳化并用H?2?SO?4活化的Cd吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/l) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 53.66 51.67 0.02 3.7 -1.6990 1.7132 50.0000 0.0194 53.06 50.28 0.03 5.2 -1.5229 1.7014 33.3333 0.0199 53.90 49.88 0.04 7.5 -1.3979 1.6979 25.0000 0.0200 55.70 53.82 0.02 3.4 -1.6990 1.7309 50.0000 0.0186 57.47 55.96 0.02 2.6 -1.6990 1.7479 50.0000 0.0179 表55:通过在800碳化并用HCl活化的Snail壳的Cd吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/l) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 53.66 49.92 0.04 7 -1.3979 1.6895 25.0000 0.0200 53.06 51.28 0.02 3.4 -1.6990 1.7099 50.0000 0.0195 53.90 51.22 0.03 5 -1.5229 1.7094 33.3333 0.0195 55.7 53.91 0.02 3.2 -1.6990 1.7317 50.0000 0.0185 57.47 56.89 0.01 1.0 -2.0000 1.7550 100.0000 0.0176 表56:通过Snail壳在800碳化并用H?3?PO?4活化的Cd吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 53.66 52.19 0.01 2.7 -2.0000 1.7176 100.0000 0.0192 53.06 51.92 0.01 2.1 -2.0000 1.7153 100.0000 0.0193 53.90 50.55 0.03 6.2 -1.5229 1.7307 33.3333 0.0198 55.70 51.24 0.04 6.9 -1.3979 1.7147 25.0000 0.0193 57.47 55.32 0.02 3.7 -1.6990 1.7429 50.0000 0.0181 表57:通过Snail壳在800碳化并用H?2?SO?4活化的Cd吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 75.05 8.48 0.67 88.7 -0.1739 0.9284 1.4925 0.1179 114.69 112.51 0.02 1.9 -1.6990 2.0512 50.0000 0.0089 135.24 133.19 0.02 4.5 -1.6990 2.1245 50.0000 0.0075 145.14 75.63 0.69 47.9 -0.1612 1.8787 1.4493 0.0132 147.28 145.12 0.02 1.47 -1.6990 2.1617 50.0000 0.0689 表58:通过在600碳化并用HCl活化的Snail壳的Mn吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 75.05 0.88 0.74 98.8 -0.1308 -0.0555 1.3514 1.1364 114.69 7.47 1.07 93.4 0.0294 0.8733 0.9346 0.1339 135.24 19.58 1.16 85.5 0.0645 1.2918 0.8621 0.0511 145.14 11.95 1.33 91.8 0.1239 1.0774 0.7519 0.0837 147.28 46.45 1.00 68.4 0.0000 1.6670 1.0000 0.0215 表59:通过在600碳化并用H?3?PO?4活化的Snail壳的Mn吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 75.05 2.16 0.73 97.1 -0.1367 0.3345 1.3699 0.4630 114.69 3.57 1.11 96.9 0.0453 0.5527 0.9009 0.2801 135.24 12.55 1.23 90.7 0.0899 1.0986 0.8130 0.0797 145.14 26.19 1.19 81.9 0.0755 1.4181 0.8403 0.0382 147.28 57.8 0.89 60.8 -0.0506 1.7619 1.1236 0.0173 表60:通过在600碳化并用H?2?SO?4活化的Snail壳的Mn吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 75.05 69.91 0.05 6.8 -1.3010 1.8445 20.0000 0.0143 114.69 111.32 0.03 2.9 -1.5229 2.0466 33.3333 0.0090 135.24 128.77 0.06 4.8 -1.2218 2.1098 16.6667 0.0078 145.14 141.87 0.03 2.3 -1.5229 2.1519 33.3333 0.0070 147.28 146.00 0.01 0.9 -2.0000 2.1647 100.0000 0.0068 表61:?Snail壳的Mn吸附在800下碳化并用HCl活化。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 75.05 70.38 0.05 6.2 -1.3010 1.8474 20.0000 0.0142 114.69 109.40 0.05 4.6 -1.3010 2.0390 20.0000 0.0091 135.24 128.37 0.07 5.1 -1.1549 2.1085 14.2857 0.0078 145.14 133.88 0.11 7.8 -0.9586 2.1267 9.0909 0.0075 147.28 140.76 0.07 4.4 -1.1549 2.1485 14.2857 0.0071 表62:通过Snail壳在800下碳化并用H?3?PO?4活化的Mn吸附。

C?o(mg/l) C?e(mg/l) q?e(mg/g) E(%) logq?e logC?e 1/q?e 1/C?e 75.05 67.89 0.07 9.5 -1.1549 1.8318 14.2857 0.0147 114.69 109.48 0.05 4.5 -1.3010 2.0393 20.0000 0.0091 135.24 121.36 0.14 10.2 -0.8539 2.0841 7.1429 0.0082 145.14 136.55 0.09 5.9 -1.0458 2.1353 11.1111 0.0073 147.28 146.75 0.01 0.4 -2.0000 2.1666 100.0000 0.0068 表63:通过在800碳化并用H?2?SO?4活化的Snail壳的Mn吸附。

S/N AC型 方程 R2 ? KF 1 NiOBAC600°CHCl Y=-0.064x-0.205 0.603 15.6 1.6 2 NiOBAC600°CH?2?SO?4 Y=-0.077x-0.247 0.693 12.9 1.8 3 NiOBAC600°CH?3?PO?4 Y=-0.524x+0.203 0.901 1.91 1.6 4 NiOBAC800°CHCl Y=-0.881x+0.402 0.739 1.14 2.5 五 NiOBAC800°CH?2?SO?4 Y=-0.074x-0.465 0.001 13.5 2.9 6 NiOBAC800°CH?3?PO?4 Y=-0.881x+0.402 0.739 1.14 2.5 7 CdOBAC600°CHCl Y=-1.723x+1.729 0.917 0.58 53.6 8 CdOBAC600°CH?2?SO?4 Y=-0.881x+0.402 0.739 1.14 2.5 9 CdOBAC600°CH?3?PO?4 Y=-1.586x+1.634 0.999 0.63 43.1 10 CdOBAC800°CHCl Y=-1.325x+1.114 0.815 0.75 13.0 11 CdOBAC800°CH?2?SO?4 Y=-4.274x+5.882 0.934 0.23 7.6x10?5 12 CdOBAC800°CH?3?PO?4 Y=-0.570x+0.045 0.022 1.75 1.1 13 PbOBAC600°CHCl Y=-0.881x+0.402 0.739 1.14 2.5 14 PbOBAC600°CH?2?SO?4 Y=1.243x-3.190 0.388 0.80 1.5 15 PbOBAC600°CH?3?PO?4 Y=1.745x-3.681 0.727 0.57 4.7x10?3 16 PbOBAC800°CHCl Y=0.224x-3.190 0.939 4.46 2.2 17 PbOBAC800°CH?2?SO?4 Y=0.034x-0.319 0.089 29.4 2.1 18 PbOBAC800°CH?3?PO?4 Y=0.216x-0.383 0.985 4.63 2.4 19 MnOBAC600°CHCl Y=2.394x-5.693 0.422 0.42 4.9x10?5 20 MnOBAC600°CH?2?SO?4 Y=-0.031x-1.195 0.001 32.3 15.7 21 MnOBAC600°CH?3?PO?4 Y=-0.624x-2.281 0.132 1.6 191 22 MnOBAC800°CHCl Y=-0.349x+0.307 0.826 2.87 2.0 23 MnOBAC800°CH?2?SO?4 Y=-0.487x+0.524 0.479 2.05 3.3 24 MnOBAC800°CH?3?PO?4 Y=-0.220x-0.012 0.366 4.55 1.0 表64:油豆活性炭的Freundlich吸附等温线常数。

S/N AC型 方程 R?2 ? K?f 1 NiSSAC600°CHCl Y=-1.440x+0.944 0.057 0.69 8.8 2 NiSSAC600°CH?3?PO?4 Y=-0.934x+0.285 0.098 1.07 1.9 3 NiSSAC600°CH?2?SO?4 Y=-4.309x+6.011 0.710 0.23 1.0×10?6 4 NiSSAC800°CHCl Y=-3.636x+4.919 0.927 0.28 8.2×10?4 五 NiSSAC800°CH?3?PO?4 Y=2.648x-5.995 0.455 0.38 9.8×10?5 6 NiSSAC800°CH?2?SO?4 Y=-1.832x+1.847 0.175 0.55 70.3 7 PbSSAC600°CHCl Y=0.346x-1.040 0.085 2.89 11.0 8 PbSSAC600°CH?3?PO?4 Y=0.299x-1.121 0.131 3.34 13.2 9 PbSSAC600°CH?2?SO?4 Y=-0.387x-0.331 0.341 2.58 2.1 10 PbSSAC800°CHCl Y=1.375x-3.300 0.555 0.73 1995.3 11 PbSSAC800°CH?3?PO?4 Y=-0.200x-0.906 0.031 5 8.1 12 PbSSAC800°CH?2?SO?4 Y=0.511x-2.196 0.031 1.96 157.0 13 CdSSAC600°CHCl Y=0.750x-2.879 0.001 1.33 756.8 14 CdSSAC600°CH?3?PO?4 Y=-7.042x+10.58 0.188 0.14 3.8×10?10 15 CdSSAC600°CH?2?SO?4 Y=-9.019x+13.86 0.301 0.11 7.2×10?13 16 CdSSAC800°CHCl Y=-5.162x-7.266 0.817 0.19 1.8×10?7 17 CdSSAC800°CH?3?PO?4 Y=-8.562x+13.05 0.890 0.12 1.1×10?13 18 CdSSAC800°CH?2?SO?4 Y=4.88wx-10.14 0.048 0.20 1.3×10?10 19 MnSSAC600℃HCl Y=-1.222x+1.149 0.563 0.82 14.1 20 MnSSAC600°CH?3?PO?4 Y=0.099x-0.079 0.457 10.10 1.2 21 MnSSAC600°CH?2?SO?4 Y=0.051x-0.048 0.099 19.61 1.1 22 MnSSAC800°CHCl Y=-1.221x+0.986 0.273 0.82 9.7 23 MnSSAC800°CH?3?PO?4 Y=0.776x-2.768 0.456 1.29 586.1 24 MnSSAC800°CH?2?SO?4 Y=-1.097x+0.981 0.109 0.91 9.6 表65:蜗牛壳活性炭的Freundlich吸附等温线常数。

S/N AC型 方程 R?2 Q0 b(l/mg) R?L. 1 NiOBAC600°CHCL Y=-1.181x+2.562 0.249 0.8467 0.460 0.032 2 NiOBAC600°CH?2?SO?4 Y=-0.707x+2.224 0.477 1.4144 0.320 0.045 3 NiOBAC600°CH?3?PO?4 Y=-30.75x+45.216 0.861 0.0330 5.895 0.003 4 NiOBAC800°CHCL Y=-83.78x+14.88 0.213 0.0120 5.600 0.003 五 NiOBAC800°CH?2?SO?4 Y=3.005x+3.746 0.000 0.3300 0.800 0.018 6 NiOBAC800°CH?3?PO?4 Y=-287.9x+16.26 0.82 0.0035 17.70 0.0008 7 CdOBAC600°CHCL Y=-392.0x+24.60 0.657 0.0026 15.90 0.001 8 CdOBAC600°CH?2?SO?4 Y=-0.205x+2.208 0.440 4.9000 0.090 0.162 9 CdOBAC600°CH?3?PO?4 Y=-314.7x+17.19 0.993 0.0032 18.30 0.0009 10 CdOBAC800°CHCL Y=-219.6x+19.34 0.490 0.0046 11.40 0.002 11 CdOBAC800°CH?2?SO?4 Y=-3067x+91.90 0.717 0.00033 3.300 0.008 12 CdOBAC800°CH?3?PO?4 Y=2.351x+2.142 0.348 0.4000 1.100 0.005 13 PbOBAC600°CHCL Y=565.4x-1.306 0.706 0.0018 432.9 0.00004 14 PbOBAC600°CH?3?PO?4 Y=617.8x-9.650 0.385 0.0016 64.00 0.0003 15 PbOBAC600°CH?2?SO?4 Y=628.9x+1.756 0.250 0.0016 570.7 0.00003 16 PbOBAC800°CHCL Y=0.374x+1.677 0.885 2.7000 0.200 0.080 17 PbOBAC800°CH?3?PO?4 Y=0.536x+1.756 0.950 1.9000 0.300 0.055 18 PbOBAC800°CH?2?SO?4 Y=0.000x+2.241 0.004 0.000 0.000 0.000 19 MnOBAC600°CHCL Y=1748x-7.473 0.319 0.00057 233.9 0.00002 20 MnOBAC600°CH?3?PO?4 Y=467.2x+6.811 0.066 0.0021 68.60 0.00009 21 MnOBAC600°CH?2?SO?4 Y=-121.8x+19.63 0.008 0.0082 6.200 0.001 22 MnOBAC800°CHCL Y=-12.26x+2.594 0.892 0.0820 4.700 0.001 23 MnOBAC800°CH?3?PO?4 Y=-1.940x+3.125 0.168 0.5000 0.600 0.011 24 MnOBAC800°CH?2?SO?4 Y=-54.86x+3.502 0.355 0.0180 15.70 0.0004 表66:油豆活性炭的Langmuir吸附等温线常数。

Langmuir等温线的本质特征可以用称为分离因子[?19?]?的无量纲平衡参数(R?L)表示,其定义为:

R?L?=1/(1+bCo)

其中b=朗缪尔常数,Co是最高的初始金属浓度(mg/l)。

R?L的值表示等温线的类型是不利的(R?L?>1),线性的(R?L?=1),有利的(0
用于在OBAC上吸附Ni,Pb,Cd和Mn的Langmuir等温模型通常具有低的测定系数(表66)。它表明Langmuir等温线图在大多数情节中都不合适。虽然测定系数较低,但Langmuir等温线(分离因子)R?L的基本特征表明除了Pb/OBAC/800℃/H?2?SO?4具有零分离因子和等温线时,等温线都是有利的。这意味着等温线是不可逆的(R?L?=0)[?19?]。

Langmuir吸附常数通常较高,表明活性炭具有较强的吸附强度和良好的吸附能力。从观察来看,两个Langmuir等温线常数似乎在大多数OBAC类型中具有反比关系,除了它们中的少数几个。在表67中,它是蜗牛壳活性炭的Langmuir等温模型常数的总结,表明它们通常与大多数R?2的配合性差。与OBAC不同,低于0.500。虽然吸附容量常数Q°非常低,但Langmuir吸附能量非常高。这进一步证实了先前在来自蜗牛壳活性炭吸附实验的数据的Langmuir图中观察到的反比关系。尽管Langmuir图的拟合较差,但考虑到分离因子是吸附是有利的,这是Langmuir图的基本特征(0
S/N AC型 方程 R?2 Q0 b(l/mg) R?L. 1 NiSSAC600°CHCL Y=-45697x+126.7 0.072 0.00020 36.30 0.00041 2 NiSSAC600°CH?3?PO?4 Y=-1429x+46.75 0.259 0.00070 30.60 0.0004 3 NiSSAC600°CH?2?SO?4 Y=-1041x+222.1 0.551 0.000099 45.20 0.00033 4 NiSSAC800°CHCL Y=-4098x+105.2 0.800 0.00024 39.00 0.00038 五 NiSSAC800°CH?3?PO?4 Y=3221x-33.24 0.414 0.00031 96.90 0.00015 6 NiSSAC800°CH?2?SO?4 Y=-8905x+41.38 0.029 0.00011 215.2 0.00006 7 PbSSAC600°CHCL Y=16.52x+3.212 0.029 0.06000 5.100 0.0034 8 PbSSAC600°CH?3?PO?4 Y=25.74x+4.1 0.060 0.03900 6.300 0.0028 9 PbSSAC600°CH?2?SO?4 Y=-80.44x+11.16 0.356 0.01200 7.200 0.0024 10 PbSSAC800°CHCL Y=772.0x-6.385 0.451 0.00130 120.9 0.00014 11 PbSSAC800°CH?3?PO?4 Y=-263.2x+25.59 0.105 0.00380 10.30 0.0017 12 PbSSAC800°CH?2?SO?4 Y=560.5x+14.49 0.031 0.00180 38.70 0.0005 13 CdSSAC600°CHCL Y=2840x-9.943 0.002 0.00035 28.50 0.00006 14 CdSSAC600°CH?3?PO?4 Y=17.79x+29.67 0.011 0.05600 0.600 0.0282 15 CdSSAC600°CH?2?SO?4 Y=-28105x+586.2 0.393 0.000036 47.90 0.0004 16 CdSSAC800°CHCL Y=-10378x+240.5 0.622 0.000096 43.20 0.0004 17 CdSSAC800°CH?3?PO?4 Y=-27913x+582.5 0.852 0.000035 47.90 0.00036 18 CdSSAC800°CH?2?SO?4 Y=-2544x+110.3 0.001 0.00039 23.10 0.0008 19 MnSSAC600°CHCL Y=-225.1x+40.33 0.172 0.00440 5.600 0.0012 20 MnSSAC600°CH?3?PO?4 Y=0.428x+0.857 0.813 2.33640 0.500 0.0134 21 MnSSAC600°CH?2?SO?4 Y=0792x+0.870 0.415 1.36200 0.900 0.0075 22 MnSSAC800°CHCL Y=-5124x+86.68 0.217 0.00020 59.10 0.0001 23 MnSSAC800°CH?3?PO?4 Y=1086x+5.604 0.478 0.00092 193.8 0.00004 24 MnSSAC800°CH?2?SO?4 Y=-4793x+74.7 0.152 0.00021 64.20 0.00010 表67:?SnailShell活性炭的Langmuir吸附等温线常数。

用于Langmuir吸附等温线常数的Anova

对产生的所有类型的活性炭的可靠性因子(R?2),Langmuir吸附容量Q°和Langmuir吸附强度进行方差分析(ANOVA)。对于OBAC,R?2和Q°?的相关性显示它们之间没有统计学上的显着关系,因此对于R?2和b?也是如此(sig=0.446,0.755,P>0.05)。对于Q°和b,相关性为负且无意义。对于SSAC,Q°和R?2的ANOVA?显示没有显着关系,但是对于b和Q°的配对样品T检验显示负相关,表明随着b增加,Q°减小。b和R?2之间的T检验显示出正的显着相关性。

用于Freundlich吸附等温线常数的Anova

对于协会Obac,方差分析表明,有R的无显著关系2和n,但R的一个显著关系2和KF。配对样品T检验显示R?2和n之间存在正相关关系,但在R?2和K?f之间以及n和K?f之间没有显着关系。R?2和n?的相关性显示出显着的负相关(r=-0.545,P<0.05),表明随着R?2值的增加,n的值增加。在K?f和R?2之间,没有显着的相关性。对于SSAC,anova和R?2的相关性和n,K?f和R?2以及K?f和n,对于配对样本T检验没有显着的关系,在R?2和n?之间存在显着的关系。

图17显示了在不同温度下通过油豆作为活性炭前体的热解产生的焦炭样品的SEM图像。比较在两个温度(600℃和800)下产生的焦炭样品的SEM图像,可以看出碳表面上的孔隙发展在孔隙中是相似的,并且孔隙也不均匀分布。。在600下碳化产生的孔比其对应物更多,但在800下具有比600碳更大的孔径。综观图18可以看出,用酸活化碳产生了更多的微孔,同时扩大了碳化过程中产生的初始孔。在活化后,孔隙均匀分布,特别是对于那些在600碳化但具有粗糙表面的那些(图19)。蜗牛壳活性炭的SEM照片显示没有可见的孔。这可能是由于存在诸如焦油的杂质,其可能堵塞由壳产生的孔,这抑制了孔结构的发展(图20)。表68显示了所生产的碳的孔体积。在所有类型的碳中,活性炭的孔体积大于未活化的碳。活性炭具有良好的孔体积,这表明除SnailShell活性炭外具有良好的吸附能力。

活性炭类型 孔容(m?3?/g) OBAC600°C 3.9×10?-5 OBAC800°C 3.5×10?-5 OBAC600°CHCl 2.9×10?-5 OBAC600°CH?2?SO?4 2.4×10?-5 OBAC600°CH?3?PO?4 2.6×10?-5 OBAC800°CHCl 2.9×10?-5 OBAC800°CH?2?SO?4 2.5×10?-5 OBAC800°CH?3?PO?4 2.5×10?-5 SSAC800°C 7.9×10?-6 SSAC600°CHCl 6.2×10?-6 SSAC600°CH?3?PO?4 7.1×10?-6 SSAC600°CH?2?SO?4 7.3×10?-6 SSAC800°CHCl 6.7×10?-6 SSAC800°CH?3?PO?4 6.9×10?-6 SSAC800°CH?2?SO?4 6.8×10?-6 表68:活化和未活化碳的孔体积。



图20:蜗牛壳的SEM图像在600℃和800下碳化并用酸活化。

观察到的油豆活性炭孔体积趋势为OBAC/600°C/H?2?SO?4?>OBAC/800°C/H?2?SO?4?=OBAC/800°C/H?3?PO?4?>OBAC/800°C/盐酸=协会Obac/600/HCl中。对于花生种子活性炭是PNAC/800°C/H?3?PO?4?=PNAC/800°C/H?2?SO?4?>PNAC/800°C/HCl>PNAC/600°C/H?3?PO?4?=PNAC/600°C/H?2?SO?4?>PNAC/600/HCl。对于PalmKernelShell,它是PKAC600°CHCl>PKAC/600°C/H?2?SO?4?>PKAC/600°C/H?3?PO?4=PKAC/800/HCl=PKAC/800℃/H?3?PO?4?=PKAC/800℃/H?2?SO?4。对于SnailShell活性炭,它是SSAC/600°CHCl>SSAC/800°C/HCl>SSAC/800°C/H?2?SO?4?>SSAC/800°C/H?3?PO?4?>SSAC/600°C/H?3PO?4?>SSAC/600/H?2?SO?4。较大的孔体积有利于从水性介质中除去较大的重金属(表68)。

结论

这些研究结果表明,可以从油豆壳,花生籽,棕榈仁壳和蜗牛壳中制备活性炭,可以有效地用于工业废水的处理。前体在世界的这些地区很常见,并且它们很便宜,因为它们是消费产生的废物。对不同前体的近似分析表明它们在废水处理中是有效的因为它们可以很容易地均匀化成细颗粒和粉末,并使其具有大的吸附表面积。在两种实验温度下活化后,前体具有良好的百分比产率。所产生的活性炭对工业废物显示出良好的吸附能力。FTIR分析表明存在于活性炭表面的化学键重组。这可能归因于活性炭表面上存在氧原子。对于活性炭对重金属的吸附百分比,在600碳化的油脂是吸附Ni和Cd的较好吸附剂,但对于Pb和Mn,在800碳化的油更好。对于蜗牛壳活性炭,观察到类似的结果,Pb,与不吸附SnailShell活性炭的Ni相比,600碳化的Cd和Mn吸附效果更好。观察到那些用H活化的碳3?PO?4在大多数生产的活性炭中是更好的吸附剂,与重金属无关,其次是用HCl活化的那些,而用H?2?SO?4活化的那些是最少的。实验吸附数据与Freundlich等温模型吻合良好,远优于Langmuir等温模型,表明异质性表面能量,给出活动部位的指数分布。在大多数活性炭类型中,吸附强度大于1,表明有利的吸附。吸收能力也是如此。这一事实由分离因子RL的值支持。ANOVA表明,在几乎所有产生的活性炭类型中,可靠性因子(R?2)和Langmuir常数之间存在正相关关系。所以它也是Freundlich等温常数,除了它们中的少数。几乎所有活性炭类型中的化学活化过程对孔发展都有很大的影响,如活化前后所示的AC孔体积所示。





















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