通过磁场辅助的酸盐吸附在充满生物炭的无形Zr-Ce (碳酸) 氧化物复合物上
Chenyang Liu1, Wei Ju2, Yili Wang3
1College of Environmental Science and Engineering, Beijing Key Lab for Source Control Technology of Water Pollution, Beijing Forestry University, Beijing, 100083, China; Department of Environmental Technology, The Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization, Ministry of Natural Resources of the People's Republic of China, Tianjin, 300192, China.
一种新的生物炭材料 (BZCCO-13) 使用外部磁场,提高了酸盐吸附的1.14倍. 这种磁场的应用显著提高了吸附率和材料的可重复使用性,以有效地治理水.
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:
- 金属活性位点的分散和利用对于金属基酸盐吸附剂的性能和成本至关重要.
- 开发高效,具有成本效益的吸附剂来去除酸盐仍然是一个重大的环境挑战.
研究的目的:
- 为了合成和评估磁性生物炭材料 (BZCCO-13) 增强酸盐吸附.
- 研究外部磁场对BZCCO-13的吸附性能和动力学的影响.
- 阐明吸附机制和磁场诱导效应的作用.
主要方法:
- 用无形- (碳酸) 氧化物 (BZCCO-13) 修改的生物炭材料的合成.
- 用外部磁场 (旁边和下面) 和没有外部磁场进行的酸盐吸附实验.
- 使用X射线光电谱学 (XPS) 和电子能量损失近边缘结构 (ELNES) 的表征.
- 对吸附动力学,容量,选择性和可重复使用性的分析.
主要成果:
- BZCCO-13的最大吸附能力达到123.67毫克P/g,当磁场与吸附剂一起应用时,增加了1.14倍.
- 磁场显著加快了吸附率,将达到90%容量的时间缩短了83%.
- BZCCO-13表现出广泛的pH适用性 (5.0-10.0),高选择性和出色的可重复使用性.
- XPS和ELNES发现,Ce3+的磁泳是增强吸附的关键,同时增加了表面粗度,毛孔大小,氧气空隙和洛伦茨力驱动的质量转移.
结论:
- 应用磁场,特别是在吸附剂旁边,是一种高度有效的策略,可以增强BZCCO-13的酸盐吸附.
- 该研究强调了稀土金属基吸附剂在磁场中的潜力,用于净化水.
- BZCCO-13为从污染水中去除酸盐提供了一个有前途,高效和可重复使用的解决方案.
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