通过蒸汽激活为高效的甲蓝染料吸附制备竹基活性碳:建模和机制研究研究
Junfeng Cheng1, Chuanqi Bi1, Xin Zhou1
1Jiangsu Key Laboratory of Environmentally Friendly Polymeric Materials, School of Materials Science and Engineering, Jiangsu Collaborative Innovation Center of Photovoltaic Science and Engineering, Changzhou University, Changzhou 213164, China.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|September 19, 2023
概括
竹子衍生的活性炭有效地从水中去除甲蓝色染料. 这种可持续吸附剂具有很大的表面积和中孔结构,为染料污染挑战提供了一个有希望的解决方案.
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:
- 染料污染对生态和人类健康构成重大风险.
- 活性炭是染料吸附的关键材料,因为它的多孔结构.
- 来自生物质的活性碳提供了可持续和成本有效的替代品.
研究的目的:
- 使用蒸汽激活,从竹子中制备高表面积活性炭.
- 描述竹子活性炭的物理和化学特性.
- 用响应表面方法评估和优化甲蓝染料的吸附.
主要方法:
- 蒸汽激活竹子以产生活性炭.
- 使用表面形态学,元素分析,孔隙性 (BET) 和功能组分析进行表征.
- 使用Box-Behnken设计 (RSM) 优化甲蓝吸附.
- 动力和同热模拟 (伪二阶,兰木尔).
主要成果:
- 竹子衍生活性炭表现出高表面积 (1273 m2/g) 和中孔结构 (3.1 nm平均孔径).
- 优化吸附参数被确定为甲基蓝的去除.
- 伪二阶动力学和兰木尔异热模型准确地描述了吸附过程.
结论:
- 竹子是生产用于染料吸附的高性能活性炭的可行前体.
- 开发的竹子活性炭显示出有效地从水溶液中去除甲基蓝的巨大潜力.
- 这项研究为未来使用活性炭的染料吸附研究提供了一个预测模型.
