实验和理论研究从水溶液中吸附绿色基素,使用黄瓜草生物炭
Chenxi Zhang1, Lingbin Meng1, Zhihao Fang1
1Shandong Provincial University Laboratory for Protected Horticulture, Weifang University of Science and Technology, Weifang 262700, China.
Molecules (Basel, Switzerland)
|October 16, 2024
概括
黄瓜的生物炭有效地从废水中去除化绿色 (BCG) 染料. 这项研究详细介绍了吸附机制,揭示了强烈的相互作用和高度的染料去除能力,为有效的吸附剂开发提供了洞察力.
科学领域:
- 环境化学环境化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 吸附科学 吸附科学
背景情况:
- 织工业废水往往含有反抗性的有机染料,如化绿 (BCG).
- 从作物残留物中提取的生物炭是一种可持续且具有成本效益的吸附剂,用于去除染料.
- 对于生物炭用于BCG去除的特定吸附机制的了解有限.
研究的目的:
- 为了准备和表征黄瓜生物炭 (CBC) 用于绿色 (BCG) 吸附.
- 在分子水平上研究CBC对BCG的吸附机制.
- 评估CBC在从水溶液中去除BCG方面的效率和能力.
主要方法:
- 来自黄瓜的生物炭的物理化学表征.
- 批量吸附实验以确定pH值,生物炭剂量和初始染料度的影响.
- 吸附动力学,等温模型 (Langmuir) 和密度函数理论 (DFT) 的计算,以阐明吸附机制.
主要成果:
- 黄瓜生物炭 (CBC) 的特定表面积为101.58 m2/g,具有高度碳化的结构.
- 确定BCG的最大单层吸附能力 (qm) 在298K时为99.18mg/g.
- DFT计算确定了静电相互作用,范德瓦尔斯力,素-π,π-π相互作用和键作为关键机制,其中键与-COOH组的键较强.
结论:
- 黄瓜草生物炭是一种有前途的吸收剂,可以有效地从废水中去除绿色化.
- 吸附过程是由物理和化学相互作用的组合控制的,在Langmuir单层吸附之后.
- 了解分子层面的相互作用为设计用于染料修复的先进生物炭基吸附剂提供了关键数据.
