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活性炭去除活性染料
文章作者:韩研网络部 更新时间:2019-3-11 11:08:53

  研究了使用活性炭从纺织工业废水中去除染料。纺织工业废水处理起来比较困难对环境污染是个大问题,染料在许多行业中,如皮革,纺织品,塑料,纸和食品工业与其他实体行业中广泛应用。染料影响水生生物的光合作用和正常活动。由于染料具有稳定的结构随后的副产品是不可降解的。染料通常由它们的化学结构来分类,如阴离子,阳离子和非离子型。

  活性染料的去除方法

  活性染料在性质上稳定和阴离子,并且朝向光来显示电阻。一般地,用于去除染料的方法可分为以下类别,即生物方法(厌氧和好氧处理),物理方法(沉降),膜工艺,和吸附,和化学方法(凝结),絮凝,臭氧化,和电化学。高级氧化处理(高级氧化)使用强氧化剂,和催化剂通过完全矿化的可生物降解的化合物和不可生物降解的有机污染物。活性炭是一种具有吸引力的选择,因为它可以结合其他纳米材料或者合成光催化剂。下面使用活性炭合成材料研究对活性染料的吸附效果。

  制备纳米复合材料的方法

  所有化学品均为分析级,无需进一步纯化即可按原样使用。在整个实验中使用去离子水。将比例为2:1的尖晶石铁氧体和钴铁氧体溶解在50mL去离子水中。然后,将活性炭加入溶液中,并将混合物在室温下剧烈搅拌。接下来,在1小时内向悬浮液中加入NaOH以将pH调节至13.将随后的深棕色溶液进行微波辐射(450W,温度53℃和45分钟),轻质大块活性炭颗粒迅速形成,产生的黑色粉末通过外部磁铁隔离。将其用去离子水洗涤三次并在100℃下干燥24小时。通过场发射扫描电子显微镜研究活性炭催化剂的微观结构,形态和化学组成。

活性炭纳米复合材料的射扫描电子显微镜

  图1中所示了活性炭的FESEM图像描绘了具有约30nm的平均粒度的活性炭与钴铁纳米复合材料的形成。纳米复合材料的表面形貌表明在活性炭表面上生成钴铁氧体颗粒,观察到小的聚集体。

  活性炭存在下染料的催化活性

  活性炭对染料的去除效率可能是由于高的比表面积。当加入活性炭纳米复合材料时,染料的去除(在50分钟的反应时间内79%)显着变化,表明活性炭具有更高的脱色吸附能力。结果表明增加过氧化氢相比过硫酸盐的浓度不提高氧化能力。这可能是由于过量的过氧化氢起到了根本的清除作用。另外,过量的过氧化氢与铁离子反应形成比羟基弱的氢过氧自由基。这些结果表明钴铁和活性炭之间的协同效应以及钴铁在活性炭表面上的浸渍可以导致活性炭的染料去除增加。

  活性炭的稳定性

  在非均相催化剂中,由于经济和环境影响,催化剂的稳定性非常显着。通过催化剂的再循环来研究稳定性,结果显示在图2中。所用的反应条件需要催化剂用量0.3g/L,硫酸盐,5mM/L,pH值6.5,初始活性染料浓度为25mg/L。

活性炭的稳定性与活性染料和COD去除

  在每次再使用循环后,用去离子水洗涤催化剂并加入到该过程中。随着循环次数的增加,活性染料的去除效率略有下降。在连续八次运行期间(图2),活性染料和COD的去除效率从99.2%降至86%。这可能是由于副产物吸附在活性炭表面上。催化剂工艺的限制参数是固体催化剂的生产成本。较高的催化剂负载会极大地增加去除成本,较高的浓度会导致产生大量污泥,这就需要污泥处理过程。

  在这项研究中,发现活性炭是一种很有前途的染料去除材料,效率更高。此外,活性炭钴铁纳米复合材料显示出高度的稳定性和可重复使用性。活性炭的开发完成我们建议使用更多的污染物来测试这款活性炭的性能。

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