ポリアクリロニトリルから派生した多機能炭素による水溶液からの工業用木材染料の除去

科学分野:

• 環境化学
• 材料科学
• 吸収科学

背景:

• 排水中の合成染料は 環境に危険性があります
• ポリアクリロニトリル (PAN) による炭素は染料の浄化に役立つ可能性がある.
• 構造と吸収の関係を理解することは,効果的な治療に不可欠です.

研究 の 目的:

• レッドGRA 200%染料の吸収に対するN含有炭素の構造特性の影響を調査する.
• pH,吸収剤用量,染料濃度が吸収性能に与える影響を評価する.
• 吸収運動とメカニズムを決定する.

主な方法:

• PAN前駆体からN-ドープされた炭素 (PAN-C),活性炭 (PAN-C-Act),および硫黄を含む炭素 (PAN-S-C) の合成.
• pH,吸着剤用量,初期染料濃度を変化させるバッチ吸着実験
• 擬似二次モデルと質量移転モデルを用いた吸収運動の分析.

主要な成果:

• PAN-C-Actは,ほぼ100%の染料除去を達成した優れた吸収性能を示した.
• 吸収剤のより大きな孔構造は染料分子のアクセシビリティと吸収を容易にした.
• 酸性pH,特定の吸着剤用量,および高い染料濃度で最適な吸着が観察されました.
• 擬似二次運動と結合された外部質量移転/粒子内拡散がプロセスを支配した.

結論:

• PAN (PAN-C-Act) から派生した活性炭は,合成染料の除去に非常に効果的な吸着剤です.
• 材料の多孔性は,染料の吸収効率に影響を与える重要な要因です.
• 吸収条件は,酸性pHと最適化用量で染料除去に大きく影響する.