使用磁性大米作为吸附剂从水溶液中改善L-酸的吸附性能:实验和RSM建模

科学领域:

• 环境化学环境化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 吸附科学 吸附科学

背景情况:

• 从水溶液中去除甲酸 (AA) 对环境保护和工业过程至关重要.
• 开发高效和成本效益的吸附剂对于可持续的水处理是必不可少的.
• 米 (RH),农业废物,由于其丰富性和表面特性,为吸附剂开发提供了有前途的前体.

研究的目的:

• 用米 (RH) 和铁 (III) 化物 (FeCl3) 来合成和表征磁性吸附剂,用于酸 (AA) 吸附.
• 研究关键参数如酸度,吸附剂剂量和接触时间对AA吸附效率的影响.
• 用同热和动力模型评估吸附性能,并确定吸附过程的热力学特性.

主要方法:

• 通过用铁 (III) 化物修饰米的磁性吸附剂合成.
• 批量吸附实验研究了酸度 (400-800 ppm),吸附剂剂量 (0.5-1 g) 和接触时间 (10-130 分钟) 的影响.
• 使用兰迈尔等温和和伪二次运动模型进行吸附数据分析;计算热力学参数 (ΔH°,ΔS°).

主要成果:

• 兰穆尔模型最好地描述了在15,25和35°C的吸附等温,最大吸附容量 (qmax) 分别为19.157,31.34和38.75 mg/g.
• 伪二次运动模型准确地表示了吸附率,在不同的AA度下,吸附能力为36.496,45.248和49.019 mg/g.
• 通过Design-Expert软件确定的最佳条件产生了92.94%的吸附效率,酸度为486.929ppm,吸附剂为0.875g,接触时间为105.397分钟. 热力学分析显示了内热和不规则的吸附过程.
• 表面积分析显示,RH的表面积从98.17 m2/g增加到120.23 m2/g的修饰吸附剂.

结论:

• 开发的基于RH的磁性吸附剂在去除 Askorbic 酸方面非常有效.
• 在研究条件下,吸附过程是内热和自发的.
• 这项研究突出了农业废物利用的潜力,以创造高效和可持续的水处理解决方案.