塔古奇方法,响应表面方法,DFT计算和分子动力学模拟的应用,用于通过处理的生物质去除色G和水晶紫
Abdelkader Dabagh1, Ridouan Benhiti1, Mohamed El-Habacha1
1Laboratory LACAPE, Faculty of Science, Ibn Zohr University, BP. 8106, Hay Dakhla, Agadir, Morocco.
Heliyon
|November 30, 2023
概括
经过处理的植物Carpobrotus edulis (TPCE) 有效地从水中去除色G (OG) 和水晶紫色 (CV) 的染料. 塔古奇的实验设计优化了条件,实现了高清除效率,并证明了TPCECE.
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 化学 化学
背景情况:
- 工业废水通常含有像染料这样的持久有机污染物.
- 传统的治疗方法可能是昂贵和低效的.
- 开发可持续且具有成本效益的吸附剂对于去除染料至关重要.
研究的目的:
- 调查处理植物Carpobrotus edulis (TPCE) 作为生物吸收剂去除色G (OG) 和水晶紫色 (CV) 染料的效率.
- 使用塔古奇实验设计优化吸附过程.
- 使用计算方法了解吸附机制.
主要方法:
- 使用FT-IR,BET表面积,零电荷点和SEM-EDX进行TPCE的表征.
- 应用Taguchi实验设计 (TED) 与L8直角阵列来研究像吸附剂剂量,接触时间,初始度,温度和pH等参数.
- 使用响应表面方法 (RSM) 和差异分析 (ANOVA) 来确定显著因素.
- 采用密度功能紧密结合 (DFTB),蒙特卡洛和分子动力学模拟来阐明结合机制.
- 评估生物吸收剂在多个循环中的可重复使用性.
主要成果:
- 对于OG (92.68%) 和CV (97.93%) 的染料,TPCE显示了高的去除效率.
- 最初的度,生物吸收剂剂量和接触时间被确定为去除染料的关键参数.
- 计算模拟证实了染料与TPCE表面之间的强烈相互作用.
- 生物吸收剂在五个重复使用周期中保持了显著的吸附性能.
结论:
- 经过处理的植物 Carpobrotus edulis 是一种高效且可重复使用的生物吸收剂,用于从水溶液中去除OG和CV染料.
- 塔古奇方法成功地确定了染料吸附的最佳条件.
- 计算建模为吸附机制提供了洞察力,支持实验发现.
- TPCE为染料废水处理提供了一个有希望的可持续解决方案.
