Pb的生物吸收 (II) 使用天然和经过处理的K.叶:通过应用人工神经网络和遗传算法扩展模拟框架

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.

背景情况:

• 水中的 (Pb (II)) 污染对环境和健康构成重大风险.
• 生物吸收提供了一种可持续的方法来从水溶液中去除重金属.
• 生物吸收剂的有效性取决于它们的表面特性和操作参数.

研究的目的:

• 为了研究天然 (*A. compressa* K. Raw-AC) 和处理 (*A. compressa* K. AC-OH) 叶的Pb (II) 生物吸收效率.
• 为了确定溶液pH值,生物吸收剂剂量,接触时间和温度对Pb (II) 生物吸收的影响.
• 用动力学和异热学研究建模生物吸收过程,并用计算方法验证发现.

主要方法:

• 在不同的条件下 (pH,剂量,时间,温度) 使用原始AC和AC-OH进行了生物吸收实验.
• 福利埃变换红外光谱法 (FT-IR) 用于分析表面功能群.
• 动态数据适用于伪二次模型,平衡数据适用于兰格穆尔,弗洛因德利希和D-R等温模型.
• 人工神经网络和遗传算法用于验证和性能预测.

主要成果:

• 处理显著改变了AC-OH的表面特性,增强了其Pb (II) 结合能力.
• 伪二次运动模型最好地描述了生物吸收过程.
• 吸附能力随着pH值的增加而增加,随着温度和生物吸收剂剂量的增加而减少.
• 与原始AC相比,AC-OH显示了57.7%的Pb (II) 移除效率的改善.
• 兰慕尔模型的最大吸附容量为96 mg/g的原始AC和170 mg/g的AC-OH,适用于兰慕尔模型.
• 在使用0.5M HCl的3个吸附-脱附周期中保持了高的去除效率.

结论:

• 化学修饰的 *A. compressa* 叶子 (AC-OH) 是有效的生物吸收剂,可以去除 Pb.
• 优化溶液pH,生物吸收剂剂量和温度对于有效的Pb (II) 补救至关重要.
• 这项研究为可持续的水处理系统设计应用化学和运动原理提供了实用的见解.