释放Cajanus cajun生物炭聚合物复合物的Cu (II) 去除潜力:机制,修改和应用

科学领域:

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

背景情况:

• 水中的重金属污染对环境和健康构成重大风险.
• 开发具有成本效益和高效的吸附剂对于水资源整治至关重要.
• 基于生物炭的复合材料在去除污染物方面具有有前途的性能.

研究的目的:

• 开发一种具有成本效益,多孔性和离子表面修饰的基于生物炭的酸聚合物网络复合物 (SBPC).
• 分析组件度在SBPC制造和性能中的作用.
• 评估SBPC在去除重金属离子,特别是Cu2+的吸附机制和效率.

主要方法:

• 通过空气干燥制造SBPC.
• 使用各种技术进行微观结构和吸附机制的表征.
• 使用响应表面方法 (RSM) 和柱体实验进行吸附研究.
• 动力和同热模型 (Langmuir,伪二阶).
• 在多个循环中进行溶解和稳定性测试.

主要成果:

• SBPC的铜结合能力高达937.4 mg/g (RSM) 和823.2 mg/g (柱子研究).
• 吸附剂在单一和自然水系统中有效地去除了Cu2+,显示出具有竞争力的吸附.
• 兰木尔等温法 (R²=0.98) 和伪二次动力学 (R²=0.99) 准确地描述了吸附过程.
• 在10个脱吸周期中,SBPC表现出极好的稳定性,对Cu2+的吸附率为98%和脱吸效率为91%.

结论:

• 开发的SBPC是一种高效和稳定的吸附剂,用于Cu2+的去除.
• 这种制造方法具有成本效益,生产成本为1.51美元/公斤.
• 在现实世界水系统中,SBPC显示出作为重金属整治可持续解决方案的巨大潜力.