活性炭從中去除雷尼替丁，這期研究了低成本材料轉(zhuǎn)化成活性炭的實(shí)用方面以及其在雷尼替丁吸附中的應(yīng)用。已經(jīng)顯示，雷尼替丁每年以噸計(jì)算排放在地下污水系統(tǒng)中，很容易被納入環(huán)境污染的自發(fā)機(jī)制，特別是在城市地區(qū)。雷尼替丁正在通過尿液和糞便排泄，母體化合物或代謝產(chǎn)物到達(dá)污水系統(tǒng)，污水處理廠僅將其部分去除，最終污染形式以地表水為主，主要是河流。

　　我們檢測了一種植物制成的活性炭作為在實(shí)驗(yàn)室條件下小規(guī)模雷尼替丁吸附的合適吸附劑。這種植物主要生長在沖積性沙質(zhì)土壤上的攀援耐寒植物。植物的外殼由木質(zhì)素和纖維素組成。這種結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是生產(chǎn)活性炭的關(guān)鍵特征之一。

　　本研究的目標(biāo)是研究將這種植物轉(zhuǎn)化為活性炭的實(shí)用選擇，以及通過從受污染的水源吸附來去除雷尼替丁的可能用途。在分批條件下研究了動(dòng)力學(xué)，等溫線，雷尼替丁吸附劑pH值和LVC吸附劑用量的影響。進(jìn)行吸附劑的詳細(xì)表征以獲得盡可能多的關(guān)于其結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性的信息。

　　活性炭吸附劑是通過熱化學(xué)方法從植物殼中得到的。最初，干果用自來水沖洗，然后用去離子水沖洗，以除去灰塵和污垢。將碎殼碎片從內(nèi)部水果中手工分離，并在去離子水中漂洗和研磨，過濾，在55 ℃下干燥，最后用幾個(gè)篩子分級(jí)。將造粒為0.8-1.25mm的生物質(zhì) 進(jìn)一步浸入10%H2SO4中，并在48 小時(shí)內(nèi)隨機(jī)攪拌。將得到的物質(zhì)用蒸餾水沖洗至中性，在室溫下干燥過夜，然后在105 ℃ 下干燥24小時(shí)。在氮?dú)庵�，通過以 3 ℃/分鐘的梯度從室溫加熱到400 ℃，在管式爐中碳化該襯底。材料 在400 ℃ 保持60 分鐘，然后 通過以 3 ℃/分鐘的梯度升溫至700 ℃ 在蒸汽(110 毫升/分鐘)中活化。在700 ℃ 再過一小時(shí)后，爐子在惰性氣氛中自發(fā)冷卻。得到的活性炭用去離子水沖洗，在105 ℃下干燥2 小時(shí)并儲(chǔ)存在封閉的瓶子中。

　　掃描電子顯微鏡

　　掃描電鏡顯示，在微觀層面，低密度脂蛋白主要由各種維度和形態(tài)各異的微小無序活性炭脆片組成。在圖1(a)中示出了具有多孔結(jié)構(gòu)的較大顆粒。假設(shè)這種形成部分來源于前體的原始結(jié)構(gòu)，而這種顆粒的進(jìn)一步分解導(dǎo)致周圍所示的不規(guī)則形狀的較小的活性炭片。如圖1(b)所示，具有平坦表面的不規(guī)則顆粒表現(xiàn)出鋒利的邊緣。另外，在2000倍的放大倍率下，在表面上可以看到稀疏的圓孔。這些孔是大孔的開口，這對(duì)于吸附物通過活性炭結(jié)構(gòu)的擴(kuò)散是重要的。

　　圖1。(a)放大350倍活性炭和(b)2000倍的活性炭的SEM顯微照片。

　　濕化學(xué)技術(shù)

　　Boehm的滴定法，pH值PZC和活性炭的pH值試圖闡明活性炭表面的酸堿特征。毫無疑問，碳化隨后活化前體涉及在最終材料的結(jié)構(gòu)中引入酸性官能團(tuán)。從Boehm的滴定可以得出結(jié)論，非常酸性的基團(tuán)如羧酸幾乎占分析樣品中所有酸性基團(tuán)的50%。通過用Na2CO3中和來檢測較少酸性內(nèi)酯基團(tuán)的不良存在。如通過活性炭的pH測量的，活性炭的酸性基團(tuán)處于與堿性部分平衡良好的水懸浮液中，其反應(yīng)接近中性pH值。pH PZC由漂移法確定，證實(shí)了活性炭表面中性性質(zhì)的相同結(jié)論(見表1)。

　　表1。Boehm滴定的結(jié)果，pH PZC和活性炭的pH。

活性炭上的官能團(tuán)類型（μeq/ g）	值
用NaHCO3中和的酸性基團(tuán)	64
由Na2CO3中和的弱酸性基團(tuán)	40
非常弱的酸性基團(tuán)被NaOH中和	140
pH PZC	7.2
pH值	6.6

檢查了最佳的活性炭劑量。 在第一個(gè)小時(shí)內(nèi)，初始雷尼替丁濃度為50mg / L顯著下降，這是因?yàn)楦�多的活性炭質(zhì)量引起更快速的去除。但是，從去除程度可以看出最佳的用量約為 1g / L，因?yàn)榛钚蕴抠|(zhì)量的進(jìn)一步增加不會(huì)導(dǎo)致進(jìn)一步的去除。按照這個(gè)，所有實(shí)驗(yàn)都選擇這個(gè)劑量。結(jié)論是，這個(gè)劑量足以去除溶解的雷尼替丁99%以上，而其余的則由于動(dòng)態(tài)吸附-解吸平衡而保留在溶液中。當(dāng)活性炭在初始雷尼替丁濃度為100 mg / L時(shí)，在1 g / L的用量下，其最大去除率達(dá)到95%左右。

　　用這種工藝做出的活性炭有著發(fā)達(dá)的微孔，多樣的形態(tài)和雷尼替丁強(qiáng)吸附親合性的碳材料。前體中的木質(zhì)素和纖維素基團(tuán)在活性炭表面的中性性質(zhì)的發(fā)展以及酸性官能團(tuán)的形成中發(fā)揮了最顯著的作用。注意到在水懸浮液中的中性反應(yīng)是活性炭表面上酸性和堿性基團(tuán)平衡良好的結(jié)果。

　　觀察到活性炭對(duì)雷尼替丁的快速吸附。證明了活性炭最大吸附能力的實(shí)驗(yàn)值(315.5mg / g)和理論值(317.4mg / g)的較好的一致性。這些結(jié)果比雷尼替丁類似的研究結(jié)果要好得多。這意味著單層吸附在活性炭的表面。被吸附物通道結(jié)構(gòu)的吸附物質(zhì)轉(zhuǎn)移似乎受到初始雷尼替丁濃度的影響。

文章標(biāo)簽：椰殼活性炭,果殼活性炭,煤質(zhì)活性炭,木質(zhì)活性炭,蜂窩活性炭,凈水活性炭.

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