将废弃塑料改为可持续吸附剂,用于去除合成染料:实验,优化和理论建模

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 环境化学环境化学
• 绿色化学 绿色化学

背景情况:

• 塑料废物,特别是聚乙烯四甲酸盐 (PET),由于其不可生物降解,构成了持续的环境挑战.
• 从废水中去除染料的有效和可持续方法对于环境保护至关重要.

研究的目的:

• 从回收的PET瓶中开发一个环保吸收剂,以有效地去除闪亮绿色 (BG) 染料.
• 为了表征合成的活性炭并优化染料吸附条件.
• 研究吸附机制,评估吸附剂的稳定性和可重复使用性.

主要方法:

• 回收的PET瓶被转化为活性炭.
• 吸附剂使用FTIR,BET,XRD,XPS和FESEM进行了表征.
• 进行吸附实验以确定最佳条件 (染料度,pH值,剂量,温度,时间).
• 评估了吸附动力学,同热,热力学和再生.
• 密度函数理论 (DFT) 和盒子-Behnken设计 (BBD) 用于机械和优化研究.

主要成果:

• 合成的活性炭表现出高表面积 (403 m2 g-1),具有有利于吸附的功能组.
• 在最佳条件下,BG染料的去除效率为99.3%.
• 吸附遵循伪二次动力学,并适应兰迈尔/弗朗德利希等热量.
• 这个过程是自发的,内热的,吸附剂在五个再生周期中表现出极好的稳定性.
• DFT分析证实了通过π-π堆叠和捐赠者-受体相互作用的吸附.

结论:

• 回收PET可以有效地被重新利用成为一种高性能吸附剂,用于去除染料.
• 这种方法为塑料废物管理和水净化提供了可持续的解决方案.
• 开发的吸附剂具有成本效益,环保,并显示出出色的性能和可重复使用性.