基于统计的优化和机制评估的 (III) 吸附由ZnO-Halloysite纳米复合物

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:

• 水中的污染对全球环境和健康构成重大风险,特别是在发展中国家.
• 有效和高效的去除方法对于确保安全饮用水供应至关重要.
• ZnO-halloysite复合材料显示出作为重金属修复的吸附剂的前景.

研究的目的:

• 使用响应表面方法优化影响 (As(III)) 吸附在ZnO-化物表面的关键参数.
• 确定最大限度地提高As(III) 清除效率和吸附能力的最佳条件.
• 为了阐明As (III) 在ZnO-halloysite上的吸附机制.

主要方法:

• 使用Box-Behnken响应表面方法来优化变量:温度,吸附剂剂量,pH,接触时间和初始As (III) 度.
• 回归分析和可取性函数用于数值和图形优化.
• 使用X射线光电谱 (XPS) 来研究不同pH值的吸附机制.

主要成果:

• 实验数据与二次和线性模型相匹配 (R² = 0.982用于吸附能力,R² = 0.931用于去除效率).
• 最佳吸附条件是pH7.99,接触时间3.99小时,初始As (III) 度49.96 mg/L,吸附剂剂剂量0.135 g/40 ml.
• 在优化条件下,确认性实验实现了91.31%的 (III) 去除和12.63 mg/g的吸附能力.

结论:

• 优化的ZnO-halloysite系统显示了从水溶液中去除As(III) 的高效率.
• 该研究成功确定了吸附的最佳操作参数,验证了响应表面方法方法的方法.
• XPS 分析表明,在酸性/中性 pH 时发生 As (III) 吸附,氧化为 As (V),在 pH 8 时促进吸附.