废物生物质从有毒金属去除的高度多孔的碳材料衍生:优化,机制和环境影响

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:

• 工业废水,特别是采矿的废水,通常含有有毒的重金属,如 (Pb2+) 和铜 (Cu2+).
• 未经处理的废水排放带来了重大的环境风险,需要有效和可持续的整治策略.
• 农业废物回收利用为开发新型吸附材料提供了一种具有成本效益的方法.

研究的目的:

• 从农业废物中制备和表征活性向日材料 (ASM),用于从水溶液中去除Pb2+和Cu2+离子.
• 为了优化吸附条件 (pH,接触时间,吸附剂剂量,初始度) 使用盒子-贝恩肯设计 (BBD).
• 评估吸附机制,动力学和异热,并评估ASM在实际采矿废水中的可重复使用性.

主要方法:

• 活性向日材料 (ASM) 是从向日废物残留物中合成的.
• 使用盒式设计 (BBD) 优化吸附参数.
• 使用SEM-EDS,BET,FTIR和XPS进行ASM的表征.
• 使用朗格穆尔,弗洛伊德利希和杜比宁-拉杜什凯维奇模型进行吸附平衡研究.
• 动力学研究以确定吸附率. 为了评估可重复使用性,进行吸实验.

主要成果:

• 最佳的去除条件:pH值5,接触时间180分钟,Pb2+50毫克/升,150毫克/升Cu2+,124毫克ASM为Pb2+和200毫克ASM为Cu2+.
• 吸附数据最适合弗洛伊德利希等温对Pb²⁺,最大吸附能力为91.8 mg/g. 伪第一阶动力学适用于Pb2+.
• ASM从采矿废水中获得了98.6%±2.0%的Cu2+去除,并通过脱吸实验证明了良好的重复利用性.

结论:

• 活性向日材料 (ASM) 是一种高效和可持续的吸附剂,用于从工业废水中去除Pb2+和Cu2+.
• 该研究提供了优化条件和机械洞察力,用于使用农业废物衍生吸附剂去除重金属.
• 在处理矿山废水方面,ASM具有显著的实际应用潜力,提供了一个环保和经济的解决方案.