改性聚乙烯纳米塑料在生物质衍生活性碳上的吸附:球磨机激活研究

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:

• 活性炭是环境修复的关键吸附剂.
• 可持续的前体,如木质素和粉,为活性碳合成提供环保的替代品.
• 聚乙烯纳米颗粒 (PSNPs) 由于其持久性和潜在的毒性而带来环境挑战.

研究的目的:

• 用FeCl3作为活性剂从素和粉中合成活性炭.
• 研究浸过程中球磨法对活化碳特性和PSNP吸附性能的影响.
• 评估合成的活性碳对改性PSNP的吸附能力和机制.

主要方法:

• 活性炭是通过FeCl3激活从素和粉前体合成的.
• 浸过程涉及不同时间的球磨,10分钟被认为是最佳时间.
• 进行了BET表面积分析,毛孔大小表征和PSNP的吸附实验.

主要成果:

• 经过10分钟的球磨,活性炭的孔径和表面积显著增加 (L-10: 1258 m2/g,S-10: 1072 m2/g).
• 由于过度脱水,延长的磨削时间降低了性能,并阻碍了碳化.
• 获得了PSNP的高吸附能力 (L-10: 70.08 mg/g,S-10: 65.77 mg/g),与表面积相关.
• 吸附受静电和π-π相互作用的控制,较小的孔径提高了效率.
• 合成的碳对氨基功能化PSNP具有更高的亲和力,对碳素功能化PSNP具有更高的排斥力.

结论:

• 在FeCl3浸过程中优化球磨 (10分钟) 有效地从木质素和粉中产生高孔度活性炭.
• 这些活性炭对聚乙烯纳米颗粒具有出色的吸附性能,由表面积和孔隙结构决定.
• 吸附机制涉及静电和π-π相互作用,纳米颗粒的表面功能化影响亲和力.