对表面增强煤炭飞灰和原煤飞灰在废水中去除危险染料的效率进行比较研究:通过响应表面方法来优化

科学领域:

• 环境化学环境化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 水处理技术水处理技术

背景情况:

• 水晶紫色 (CV) 染料是废水中的持久污染物,由于其非生物降解性和有害影响.
• 有效且易于使用的CV染料去除方法对于废水处理至关重要.
• 煤灰 (CFA) 是一种潜在的低成本吸附材料,用于去除染料.

研究的目的:

• 为了评估原煤飞灰 (RCFA) 和表面增强煤飞灰 (SECFA) 在去除水晶紫色染料方面的效率.
• 用各种分析技术来表征吸附剂和染料载体样本.
• 通过响应表面方法来优化吸附过程,并分析热力学参数.

主要方法:

• 使用FTIR,XRD,SEM,TEM,BET,泽塔测量器和泽塔潜力进行RCFA和SECFA的表征.
• 使用兰木尔和弗洛因利希等热剂进行吸附研究.
• 使用响应表面方法 (RSM) 的中央复合设计 (CCD) 优化心血管去除.
• 吸附过程的热力学分析.

主要成果:

• 与RCFA相比,SECFA的表面积 (27.391 m2 g-1) 和毛孔体积 (0.1919 cm3 g-1) 更高.
• 这两种吸附剂都显示出负泽塔电位,表明表面电荷适合染料吸附.
• 在优化条件下,RCFA的最大CV去除率为81.52%,SECFA的最大CV去除率为97.52%.
• 负的吉布斯自由能量 (ΔG°) 值证实了吸附过程的自发性质.

结论:

• RCFA和SECFA是有效的和可访问的吸附剂,用于从废水中去除水晶紫色染料.
• 表面增强显著提高了煤炭飞灰的吸附能力.
• 吸附过程是自发的和高效的,使得CFA基材料成为染料废水处理的有希望的解决方案.