机器学习和p-nitrophenol修复使用可持续活性碳的机制研究
Ashalakshmi Kodandoor1, Gokulakrishnan Murugesan2, Thivaharan Varadavenkatesan1
1Manipal Institute of Technology, Manipal Academy of Higher Education, Manipal, India.
Scientific reports
|March 4, 2026
概括
这项研究开发了一种可持续的方法,使用Pistacia vera贝中的活性炭去除p-nitrophenol (pNP). 这种环保吸附剂显示出高效率和可用于废水处理的可重复使用性.
科学领域:
- 环境化学环境化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 绿色化学 绿色化学
背景情况:
- 酸 (p-nitrophenol,简称pNP) 是一种在工业废水中发现的有毒污染物.
- 有效和可持续的PNP去除方法对于环境保护至关重要.
- 农业废物的利用,比如Pistacia vera贝,为吸附材料提供了一个可持续的来源.
研究的目的:
- 从Pistacia vera贝中合成活性碳,以有效地去除p-nitrophenol (pNP).
- 描述合成的活性炭并评估其吸附性能.
- 开发吸附行为预测模型,并评估吸附剂的实际应用.
主要方法:
- 使用H3PO4激活,从Pistacia vera贝中合成活性碳.
- 活性炭表面积,孔隙结构和功能组的表征.
- 吸附实验以确定动力学 (伪二阶) 和同热量 (Langmuir).
- 热力学分析和人工神经网络 (ANN) 和自适应神经模糊推理系统 (ANFIS) 模型的开发.
- 在真实水矩阵中进行再生研究和测试.
主要成果:
- 合成的活性炭表现出高特异性表面积 (670.25 m2 g-1) 和功能化的表面.
- 最大吸附能力达到了142.93毫克g-1,遵循兰格穆尔等温和伪二次动力学.
- 吸附过程是自发的和外热的 (-13.43 kJ mol-1).
- ANFIS模型显示出优异的预测性能 (R2 = 0.9935),接触时间和初始PNP度是关键因素.
- 吸附剂在5个循环中证明了可重复使用性和在真实水样中有效的PNP去除.
结论:
- 来自Pistacia vera贝的废物衍生活性炭是一种高效和可持续的吸附剂,用于pNP去除.
- 合成材料为处理pNP污染水提供了低成本,环保的解决方案.
- 该研究强调了农业废物利用在开发环境修复先进材料方面的潜力.
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