活性炭国家专精特新“小巨人”企业活性炭产学研合作

　　使用活性炭去除莠去津，还需要通过使用进一步用浸渍的蒸汽的物理活化制备活性炭。根据特殊的方法优化活性炭的银浸渍和莠去津去除。一方面研究了复合活性炭-银(AC-Ag)的制备条件的三个变量：银浓度，浸渍温度和浸渍时间对莠去津去除(Y 1)的影响。另一方面，从液相中除去莠去津的三个变量：莠去津/ CaCl 2(r(Atraz / CaCl 2))的温度，pH和比例对莠去津的吸附能力(Y 2)的研究。并且开发了二次模型，以将准备变量和吸附变量与响应相关联。载银活性炭的最佳制备条件为：银浓度为0.063 mol / L，浸渍温度为223 ℃，浸渍时间为1.3手莠去津去除率为384.62 mg / g。莠去津吸附的最佳条件为：温度为25.0 ℃，pH为7.7，r(Atraz / CaCl 2)为0.37，得到莠去津吸附量为209mg / g。这些结果表明，活性炭的制备和吸附条件对去除莠去津具有重要的影响。

　　莠去津(2-氯-4-乙胺-6异丙氨基-s-三嗪)是农业部门经常使用的选择性三嗪除草剂。莠去津对水和土壤的污染对水生生态系统造成负面影响，并引起两栖动物严重激素紊乱。因此，它被归类为潜在的人类致癌物质，人类暴露的主要来源是污染的地下水。因此，把莠去津在饮用水中的浓度定得非常低0.1 ppb，最高污染物浓度设定在3 ppb 。从地下水清洗莠去津变得很重要。

　　消除这种顽固化合物的一个有效的替代方法可以是吸附过程。吸附是由于吸附剂和吸附剂之间的疏水和静电相互作用而使污染物粘附到吸附剂表面的过程，例如活性炭。活性炭是一种碳质材料，其具有高度开发的孔隙率，允许其在广泛的应用中使用。一些最重要的用途涉及水处理。

　　活性炭广泛用于从液体或气体中吸附有机微污染物。活性炭可以从各种前驱物中获得，如油棕壳，甘蔗壳，椰壳，泥炭，甘蔗渣。莠去津的吸附研究主要限于活性炭。但活性银金属在浸渍活性炭表面的存在可以大大影响吸附亲和力，因为无机化合物与应用和性能相乘。一些其他因素，如pH，温度和离子强度的pH值可能对阿特拉津的吸附有显着影响。为此，采用响应面方法优化了莠去津吸附(反应)活性炭表面上银的浸渍。由此获得的活性炭将用于从液相中除去莠去津。 其次，莠去津去除变量(pH，温度和离子强度)对反应的影响。从而这项工作的目的是优化复合活性炭/银的去除莠去津的制备。

　　活性炭银复合物的制备

　　活性炭-银复合物由0.6g活性炭悬浮于1.6mL水(0.05-0.1mol / L)银(AgNO 3)的1.6mL水中制备。将混合物在黑暗中引入炉管(水热碳化)。1小时后，在(1.3 - 3.7 h)域的期望时间内，温度范围(188˚C - 292˚C)升高。然后，将复合物用蒸馏水洗涤，并在105℃下干燥至恒重，并保持在密闭瓶中进一步测试。

　　实验设计活性炭吸附实验

　　响应面方法(RSM)是数学和统计技术的集合，可用于建模和分析感兴趣的响应受几个变量影响的问题。在这项工作中，应用实验设计，以减少一方面用银研究活性炭浸渍变量的实验数量，以及使用复合活性炭浸渍银从水溶液吸附莠去津的变量。Doehlert矩阵具有在变量空间和实验空间中容易扩展的优点。选择该方法用于拟合具有最少数量实验的二次曲面。它还有助于分析有效过程参数之间的相互作用，并识别优化响应的因子设置。

　　活性炭吸附研究的批次实验在室温下在150mL的锥形瓶中进行。对于每次运行，将10mg吸附剂以初始浓度为20mg / L引入含有100mL莠去津溶液的烧瓶中。将振荡器以250rpm的速度设定在所需温度(15℃至35℃)，并将溶液置于所需pH(3.4-8.6)和所需比例的莠去津/CaCl 2(0.37-1.83)处。达到平衡后，用0.45μm的硝酸纤维素手套过滤法从水溶液中分离银浸渍活性炭。然后，通过紫外可见分光光度计在225nm进行残留溶液的分析。

　　在最佳条件下制备的活性炭的表征

　　银为44.3%，活性炭为55.7%。活性炭和银浸渍活性炭的SEM 图如图1所示。第一次通过具有相同尺寸均匀分布的孔的均匀圆形形成的第一次产生的蒸汽活化的影响，我们可以观察到许多有序和发展的毛孔(图1(a))。但是活性炭在用银浸渍后，我们可以观察到，银颗粒被覆盖在活性炭的表面上，阻碍了一些活性炭的孔隙(图1(b))。

　　活性炭和银浸渍活性炭变换红外(FTIR)光谱(图2)表明，在3411和3451cm -1的活性炭表面上形成了大量的羟基或酚羟基。所有样品中的O?H伸缩振动(3408-3452 cm -1)和C?OH伸缩振动(999-1027 cm-1)都更为明显和更广泛。位于约1654和1575cm -1处的三个峰可分别归因于银浸渍活性炭和活性炭分别用于C=O振动和芳环的平面C=C伸缩振动，这支持了激活的芳构化的概念碳。在1000 - 1500 cm -1范围内的乐队，其包括C-OH拉伸和OH弯曲振动，意味着存在大量残留羟基(OH)和羧酸酯基(COOH)。OH和COOH可与金属离子反应形成金属纳米粒子。可以得出结论：表面官能团发生很大变化。此外，在约1654cm-1处的芳族C=C拉伸(骨架环振动)急剧增加。

　　已经制备了复合活性炭-银吸附莠去津。活性炭-银的浸渍条件和去除莠去津已经使用响应面法进行了优化。已经发现第二个多项式方程式最适合地根据获得的相关系数预测模型。获得的吸附容量为384mg / g，浸渍最佳条件为209mg / g，中等吸附条件为209mg / g。很明显，中等条件对莠去津吸附的影响较小。最后，可以得出结论，活性炭掺银具有很好的莠去津吸附潜力。因此，它可以有效地用于处理含有这些污染物的工业废水。

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