通过基纤维素材料和其酸处理形式有效去除水晶紫色:特征,实验和建模

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:

• 像Crystal Violet (CV) 这样的色剂在工业废水中构成重大环境风险.
• 开发高效,具有成本效益的染料去除吸附剂对于环境保护至关重要.

研究的目的:

• 评估纤维纤维素材料,特别是竹叶 (BL) 和酸处理的竹叶 (PBL,SBL),作为Crystal Violet去除的吸附剂.
• 描述吸附剂,并研究吸附机制和热力学特性.
• 评估吸附剂在实际工业废水中的性能,并比较其经济可行性.

主要方法:

• 使用扫描电子显微镜 (SEM),核磁共振 (NMR) 谱学,里埃转换红外 (FTIR) 谱学和布鲁纳尔-埃米特-泰勒 (BET) 分析进行吸附剂的表征.
• 吸附实验,以确定物理变量的影响和动力建模,使用伪二次动力学.
• 使用兰木尔,弗洛伊德利希和特姆金模型进行吸附异温研究;热力学分析.
• 使用遗传算法 (GA) 和多重多项式回归 (MPR) 的数据分析.

主要成果:

• 伪二阶动力学为吸附过程提供了最适合的方法.
• 实现了大约97%的水晶紫外线的去除.
• 经过酸处理的竹叶 (PBL) 呈现出更高的最大吸附能力 (qmax),在298 K时达到166 mg/g.
• 兰穆尔模型准确地描述了吸附,其qmax顺序为PBL > SBL > BL.
• 热力学参数表明了自发的内热吸附过程.
• 工业废水中化学氧气需求 (COD),生物化学氧气需求 (BOD),总溶解固体 (TDS),度和颜色的显著减少.

结论:

• 用酸处理的竹叶是非常有效和经济可行的吸收剂,用于从水系统中去除水晶紫色染料.
• 吸附过程通过伪二次动力学和兰格穆尔异热模型得到了很好的描述.
• 该吸附剂在工业废水处理中证明了其实际适用性,为商业活性炭提供了具有成本效益的替代品.