1。介绍gydF4y2Ba
重金属污染是最严重的环境问题之一,面对全世界的今天gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba
3gydF4y2Ba]。强烈的工业活动导致释放大量的重金属,包括锌水环境(gydF4y2Ba
4gydF4y2Ba]。采矿、金属涂层、镀锌钢和铁,和生产的电池,以及生产除臭剂、油漆、陶瓷、木材、药物,和面料,主要行业,负责向环境释放的锌(gydF4y2Ba
4gydF4y2Ba]。人类暴露于强烈的锌量会导致金属烟雾热,呕吐,胃痉挛,恶心,食欲不振和神经系统体征,如共济失调(gydF4y2Ba
5gydF4y2Ba]。健康风险的锌污染的水对人类和其他生物是一个伟大的关注由于其非生物降解性和机动性。根据世界卫生组织指南饮用水和保护环境质量,最大可接受的饮用水中锌水平被推荐为5.00 mg / l (gydF4y2Ba
6gydF4y2Ba]。由于全球水资源短缺,健康风险,和环境问题与锌等重金属污染,处理废水的有效方法是至关重要的。gydF4y2Ba
介绍了不同的方法和技术来控制水和废水污染等重金属离子交换、吸附、沉淀、混凝、膜技术和反渗透。在这些方法中,吸附已经证明是一种经济上可行的替代方法吸收的金属从水系统gydF4y2Ba
7gydF4y2Ba,gydF4y2Ba
8gydF4y2Ba]。简单的操作和设计方法以及其有效性在最小化各种类型的污染物会导致其广泛适用性在控制水污染gydF4y2Ba
9gydF4y2Ba]。高成本商业化生产活性炭的吸附导致广泛研究使用生物材料浪费的可能性,作为治疗的低成本吸附剂、水和废水的重金属污染物(gydF4y2Ba
10gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba
近年来,生物炭不同agrobased和城市垃圾材料已被证明是一个潜在的低成本选择分离重金属从水系统gydF4y2Ba
11gydF4y2Ba,gydF4y2Ba
12gydF4y2Ba]。不同agrobased和市政废弃物衍生生物炭已经评估了清除有毒金属的大量研究。这些研究的结果强调了能力的生物炭作为伟大的潜在的低成本吸附剂,表示生物炭的理化特征的重要作用在其吸收能力gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba,gydF4y2Ba
7gydF4y2Ba,gydF4y2Ba
13gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba
16gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba
每年大量的生物废弃物来自世界各地的油棕生产工厂造成巨大的环境问题,许多研究人员一直在关注这些废物转化为增值产品。油棕空果串占23%每吨新鲜水果群应妥善处理(gydF4y2Ba
17gydF4y2Ba]。目前,大部分空果串燃烧焚化炉为目的的化肥生产中产生“白烟”,被认为是一个环境问题的环境(gydF4y2Ba
18gydF4y2Ba]。空果串生成的大量棕榈油工厂原料的基质生物炭的生产可能是一个潜在的环保方法。生产生物炭的油棕空果串,油棕轧机的丰富的浪费,有两方面的优势:首先,生产低成本和环保的吸附剂对重金属的去除,其次,解决垃圾处理问题的一部分多余的废物转化为增值产品。gydF4y2Ba
生产的高效吸附剂为此一直总是一个问题。吸着剂的特点、表面积、表面功能,和可接受的水平的收益率是重要的在吸附过程设计gydF4y2Ba
19gydF4y2Ba]。这些特征的生物炭是由其生产条件和主要原料属性(gydF4y2Ba
19gydF4y2Ba]。在评估生产条件的影响,采用适当的实验设计是关键。gydF4y2Ba
实验设计(DOE)使工程人员能够缓解成本合理化的实验,提高生产率和产品质量。响应面方法,DOE技术之一,适用于实验设计、统计建模和优化的过程。这是一个有用的工具研究的影响因素及其交互作用对感兴趣的特定响应优化响应(gydF4y2Ba
20.gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba
RSM已广泛应用于各种流程的优化实验条件;然而,它的应用在文学生产生物炭是非常罕见的。一些以前的研究侧重于应用RSM在确定生产过程中不同参数的影响吸附剂和批处理的吸附实验,等有害污染物的去除铬(gydF4y2Ba
21gydF4y2Ba,gydF4y2Ba
22gydF4y2Ba)、铜(gydF4y2Ba
23gydF4y2Ba)、镍(gydF4y2Ba
24gydF4y2Ba),反应蓝色染料(gydF4y2Ba
25gydF4y2Ba)、铅和锌(gydF4y2Ba
26gydF4y2Ba)、阳离子和阴离子染料(gydF4y2Ba
27gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba
据我们所知,没有研究已经进行优化生产生物炭的油棕空果串,采用RSM。因此,本研究的重点是生产生物炭的油棕空果串并使用中心复合设计优化制备条件对产量和其对锌的吸附能力。三个数值变量的影响,即最高治疗温度,升温速率,和停留时间,同时,反应被认为是。gydF4y2Ba
2。材料和方法gydF4y2Ba
2.1。生物炭的制备gydF4y2Ba
油棕空果串收集从Ulu Langat棕榈油厂,在马来西亚当地棕榈油厂;Seri Sdn有限公司(很多3115,巴图34道路班廷,Dengkil, 43800年,雪兰莪州,马来西亚)。生物量样本在烤箱干105°C 24 h恒重。之后,样本切成更小的部分缓解(2海里)热解过程。热解过程是由将样品放置在垂直的不锈钢反应器和从室温加热到预定的温度与特定的加热速率和他们保持在最高温度的具体时间。提纯氮气(99.995%)流量为150厘米gydF4y2Ba3gydF4y2Ba热解过程中使用/分钟洗住蒸汽从生物炭的表面。gydF4y2Ba
2.2。实验设计gydF4y2Ba
响应面方法(RSM)是一种利用统计方法的定量数据的实验目的确定回归模型和最佳操作条件gydF4y2Ba
28gydF4y2Ba]。应用数学和统计方法的分析和模拟过程优化的目标响应由几个独立变量的影响(gydF4y2Ba
29日gydF4y2Ba]。中心复合设计(CCD)是最常见的方法拟合二次曲面和优化实验的最小数量(gydF4y2Ba
30.gydF4y2Ba]。一般来说,CCD组成gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
的阶乘,gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
轴向运行,gydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
cgydF4y2Ba
中心分gydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
是数量因素。gydF4y2Ba
三个数值因素被认为是为了这个目的,也就是说,gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
治疗的最高温度(计画),gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
升温速率(人力资源)gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
停留时间(RT)。两个反应这个工作是收益率(gydF4y2Ba
YgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
)和OPEFB生物炭的吸附能力(gydF4y2Ba
YgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
)。印数基于CCD的方法三个独立变量等于20实验,包括8个因子分、6轴点,中心和6点基于以下方程(gydF4y2Ba
31日gydF4y2Ba]:gydF4y2Ba
(1)gydF4y2Ba
NgydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
cgydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
×gydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
6gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
20.gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
在哪里gydF4y2Ba
NgydF4y2Ba
实验和总数吗gydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
是许多因素。中间点是有用的在考虑模型的实验和再现性的错误。为所有三个因素范围已经进入基于“α−”和“+α”水平α是轴向分从中心点的距离,未来没有任何不可到达的水平的因素。这些变量和选择各自的范围基于筛选试验的初步研究。水平的独立变量给出了表gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba。随机的实验为了减少不可控因素的影响。实证模型开发关联三个独立变量和每个响应基于二阶多项式方程如下:gydF4y2Ba
(2)gydF4y2Ba
YgydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
bgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
∑gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
bgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
∑gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
bgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
∑gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
∑gydF4y2Ba
jgydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
ngydF4y2Ba
bgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
jgydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
jgydF4y2Ba
。gydF4y2Ba
不同因素水平。gydF4y2Ba
| 变量gydF4y2Ba |
单位gydF4y2Ba |
(−1)水平gydF4y2Ba |
(+ 1)水平gydF4y2Ba |
−αgydF4y2Ba |
+αgydF4y2Ba |
| (gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba
计画)gydF4y2Ba |
(°C)gydF4y2Ba |
460.8095gydF4y2Ba |
639.1905gydF4y2Ba |
400年gydF4y2Ba |
700年gydF4y2Ba |
| (gydF4y2Ba
BgydF4y2Ba
)人力资源gydF4y2Ba |
(°C /分钟)gydF4y2Ba |
7.026982gydF4y2Ba |
12.97302gydF4y2Ba |
5gydF4y2Ba |
15gydF4y2Ba |
| (gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
RT)gydF4y2Ba |
(分钟)gydF4y2Ba |
60.40473gydF4y2Ba |
149.5953gydF4y2Ba |
30.gydF4y2Ba |
180年gydF4y2Ba |
在这,gydF4y2Ba
bgydF4y2Ba
0gydF4y2Ba
是常数,gydF4y2Ba
bgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
线性系数和吗gydF4y2Ba
bgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
是二次系数,gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
和gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
jgydF4y2Ba
热解条件的编码值。gydF4y2Ba
2.3。模型拟合和统计分析gydF4y2Ba
实验数据的分析是使用设计专家执行版本7(美国明尼阿波利斯stat容易Inc .)回归分析以适应经验模型和统计学意义的评价模型。gydF4y2Ba
2.4。吸附实验gydF4y2Ba
股票的解决方案是由溶解锌ZnCl适量gydF4y2Ba2gydF4y2Ba西格玛奥德里奇(无水)在微孔水纯度为99.99%的浓度2000 ppm。批处理吸附实验在20套250毫升厄伦美厄烧瓶。在一个典型的实验,0.4 g的生物炭加入50毫升的重金属溶液的浓度200 ppm和溶液的pH值被设定为6。随后的混合物搅拌24小时平衡,然后运用绘画纸滤纸过滤。平衡时间选择基于初步研究锌浓度保持不变的时候。合成解决方案分析了浓度的锌利用400年分析师PerkinElmer原子吸收光谱仪设备。生物炭的吸附容量计算以下方程:gydF4y2Ba
(3)gydF4y2Ba
问gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
egydF4y2Ba
vgydF4y2Ba
米gydF4y2Ba
。gydF4y2Ba
在前面的方程,gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
和gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
egydF4y2Ba
是锌的初始和平衡浓度(毫克/升),分别。gydF4y2Ba
问gydF4y2Ba
(毫克/ g)是生物炭的吸附能力,gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba
生物炭(g)的干燥质量,然后呢gydF4y2Ba
vgydF4y2Ba
是为解决方案(l)的体积。gydF4y2Ba
2.5。生物炭产量gydF4y2Ba
生物炭的收益率计算根据以下方程:gydF4y2Ba
(4)gydF4y2Ba
YgydF4y2Ba
我gydF4y2Ba
egydF4y2Ba
lgydF4y2Ba
dgydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
生物炭的重量gydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
干重的重量gydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
∗gydF4y2Ba
One hundred.gydF4y2Ba
。gydF4y2Ba
2.6。描述的最佳生物炭gydF4y2Ba
生物炭的表面结构进行了分析通过扫描电子显微镜利用蔡司扫描电子显微镜(德国卡尔蔡司)。gydF4y2Ba
NgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
吸附在77 K进行了生物炭的表面积和孔隙体积估计,使用Sorptomatic 1990系统(热Finnigan)。生物炭的表面官能团与援助的傅里叶变换红外光谱学测定,那些时光Nexus 6700使用Nicolet FTIR光谱仪。KBr颗粒是由混合磨生物炭与溴化钾粉末样品的比例1:约100人。gydF4y2Ba
3所示。结果与讨论gydF4y2Ba
3.1。回归模型方程的发展gydF4y2Ba
完整的设计矩阵为反应的实验结果提出了表gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba。一个多项式回归方程是基于CCD分析变量,他们的相互作用,确定的重要因素。运行1、4、12、15、16、19个是中心分和用于确定实验的误差。生物炭产量被发现在23.2%和33.73%的范围之间的吸附锌的能力获得远程7.59毫克/克和14.74毫克/克。gydF4y2Ba
设计矩阵与结果。gydF4y2Ba
| 运行gydF4y2Ba |
点型gydF4y2Ba |
(gydF4y2Ba
一个gydF4y2Ba
)计画(°C)gydF4y2Ba |
(gydF4y2Ba
BgydF4y2Ba
)人力资源(°C /分钟)gydF4y2Ba |
(gydF4y2Ba
CgydF4y2Ba
RT(分钟)gydF4y2Ba |
收益率(%)gydF4y2Ba |
问gydF4y2Ba
(毫克/克)gydF4y2Ba |
| 1gydF4y2Ba |
中心gydF4y2Ba |
550.00gydF4y2Ba |
10.00gydF4y2Ba |
105.00gydF4y2Ba |
26.14gydF4y2Ba |
13.72gydF4y2Ba |
| 2gydF4y2Ba |
轴向gydF4y2Ba |
550.00gydF4y2Ba |
15.00gydF4y2Ba |
105.00gydF4y2Ba |
25.2gydF4y2Ba |
11.43gydF4y2Ba |
| 3gydF4y2Ba |
事实gydF4y2Ba |
460.81gydF4y2Ba |
7.03gydF4y2Ba |
60.40gydF4y2Ba |
32.08gydF4y2Ba |
10.28gydF4y2Ba |
| 4gydF4y2Ba |
中心gydF4y2Ba |
550.00gydF4y2Ba |
10.00gydF4y2Ba |
105.00gydF4y2Ba |
25.97gydF4y2Ba |
13.91gydF4y2Ba |
| 5gydF4y2Ba |
轴向gydF4y2Ba |
550.00gydF4y2Ba |
10.00gydF4y2Ba |
180.00gydF4y2Ba |
24.93gydF4y2Ba |
12.11gydF4y2Ba |
| 6gydF4y2Ba |
轴向gydF4y2Ba |
550.00gydF4y2Ba |
10.00gydF4y2Ba |
30.00gydF4y2Ba |
26.67gydF4y2Ba |
9.47gydF4y2Ba |
| 7gydF4y2Ba |
轴向gydF4y2Ba |
700.00gydF4y2Ba |
10.00gydF4y2Ba |
105.00gydF4y2Ba |
24.67gydF4y2Ba |
13.67gydF4y2Ba |
| 8gydF4y2Ba |
事实gydF4y2Ba |
639.19gydF4y2Ba |
7.03gydF4y2Ba |
149.60gydF4y2Ba |
26.01gydF4y2Ba |
14.74gydF4y2Ba |
| 9gydF4y2Ba |
轴向gydF4y2Ba |
400.00gydF4y2Ba |
10.00gydF4y2Ba |
105.00gydF4y2Ba |
33.73gydF4y2Ba |
7.59gydF4y2Ba |
| 10gydF4y2Ba |
事实gydF4y2Ba |
460.81gydF4y2Ba |
12.97gydF4y2Ba |
149.60gydF4y2Ba |
26.45gydF4y2Ba |
9.89gydF4y2Ba |
| 11gydF4y2Ba |
轴向gydF4y2Ba |
550.00gydF4y2Ba |
5.00gydF4y2Ba |
105.00gydF4y2Ba |
28.06gydF4y2Ba |
13.01gydF4y2Ba |
| 12gydF4y2Ba |
中心gydF4y2Ba |
550.00gydF4y2Ba |
10.00gydF4y2Ba |
105.00gydF4y2Ba |
26.25gydF4y2Ba |
14.22gydF4y2Ba |
| 13gydF4y2Ba |
事实gydF4y2Ba |
460.81gydF4y2Ba |
12.97gydF4y2Ba |
60.40gydF4y2Ba |
28.54gydF4y2Ba |
8.35gydF4y2Ba |
| 14gydF4y2Ba |
事实gydF4y2Ba |
460.81gydF4y2Ba |
7.03gydF4y2Ba |
149.60gydF4y2Ba |
30.52gydF4y2Ba |
11.53gydF4y2Ba |
| 15gydF4y2Ba |
中心gydF4y2Ba |
550.00gydF4y2Ba |
10.00gydF4y2Ba |
105.00gydF4y2Ba |
25.88gydF4y2Ba |
14.13gydF4y2Ba |
| 16gydF4y2Ba |
中心gydF4y2Ba |
550.00gydF4y2Ba |
10.00gydF4y2Ba |
105.00gydF4y2Ba |
25.9gydF4y2Ba |
13.81gydF4y2Ba |
| 17gydF4y2Ba |
事实gydF4y2Ba |
639.19gydF4y2Ba |
7.03gydF4y2Ba |
60.40gydF4y2Ba |
26.29gydF4y2Ba |
12.22gydF4y2Ba |
| 18gydF4y2Ba |
事实gydF4y2Ba |
639.19gydF4y2Ba |
12.97gydF4y2Ba |
149.60gydF4y2Ba |
23.2gydF4y2Ba |
13.37gydF4y2Ba |
| 19gydF4y2Ba |
中心gydF4y2Ba |
550.00gydF4y2Ba |
10.00gydF4y2Ba |
105.00gydF4y2Ba |
25.3gydF4y2Ba |
14.36gydF4y2Ba |
| 20.gydF4y2Ba |
事实gydF4y2Ba |
639.19gydF4y2Ba |
12.97gydF4y2Ba |
60.40gydF4y2Ba |
24.71gydF4y2Ba |
10.86gydF4y2Ba |
基于连续模型的广场、拟合模型被选为最高阶多项式模型的附加条款是重要的模型并没有别名。两个反应,二次模型被选为建议的软件。最后实证方程对收益(gydF4y2Ba
YgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
)和锌生物炭的吸附能力(gydF4y2Ba
YgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
)的编码的变量是在(gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba)和(gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba),分别。gydF4y2Ba
(5)gydF4y2Ba
YgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
25.91gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
2.39gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
1.23gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
0.61gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
0.40gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
0.23gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
0.22gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
1.15gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
0.24gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
0.051gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
(6)gydF4y2Ba
YgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
=gydF4y2Ba
14.01gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
1.56gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
0.66gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
0.90gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
0.11gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
0.28gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
+gydF4y2Ba
0.035gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
1.12gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
0.56gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
- - - - - -gydF4y2Ba
1.07gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
。gydF4y2Ba
积极的迹象在术语代表的协同影响,负号代表对立的影响。价值系数测定,gydF4y2Ba
RgydF4y2Ba
平方,调整gydF4y2Ba
RgydF4y2Ba
平方,标准偏差(SD),变异系数(CV)被用来评估开发模型的质量。gydF4y2Ba
RgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
值(gydF4y2Ba
5gydF4y2Ba)和(gydF4y2Ba
6gydF4y2Ba)分别为0.9766和0.9794,这意味着模型能够解释的总方差97.66%和97.94%生物炭产量和生物炭吸附锌的能力,分别。越接近gydF4y2Ba
RgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
是团结,更好的模型符合实验数据。这两个gydF4y2Ba
RgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
值相对较高,表明满意的协议模型和实验数据。的调整gydF4y2Ba
RgydF4y2Ba
平方值为0.9556和0.9609 (gydF4y2Ba
5gydF4y2Ba)和(gydF4y2Ba
6gydF4y2Ba),分别表示良好的样本大小和模型的能力。变异系数(CV)是一个测量模型的再现性和视为平均值的标准差比观察反应。这个模型被认为是可再生的,如果模型的CV值小于10%gydF4y2Ba
26gydF4y2Ba,gydF4y2Ba
32gydF4y2Ba]。变异系数(CV)研究了反应都小于10%,等于为2.04%和3.47%gydF4y2Ba
YgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
和gydF4y2Ba
YgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
,分别。模型的标准偏差值分别为0.55和0.42,反映模型的准确性。模型的充分性是由方差分析进一步检查(方差分析)。二次模型的方差分析表中给出了生物炭的产量gydF4y2Ba
3gydF4y2Ba。从收益率的方差分析生物炭gydF4y2Ba
FgydF4y2Ba
值为46.44,gydF4y2Ba
pgydF4y2Ba
值小于0.0001,反映出这种模式是重要的。关于模型方面,gydF4y2Ba
pgydF4y2Ba
值小于0.05术语意味着模型意义重大。根据表gydF4y2Ba
3gydF4y2Ba生物炭的产量,gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
是重要的模型,而gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
是无关紧要的,条件模型。gydF4y2Ba
方差分析(方差分析)响应面产生二次模型。gydF4y2Ba
| 数据来源gydF4y2Ba |
平方和gydF4y2Ba |
自由度(DF)gydF4y2Ba |
均方gydF4y2Ba |
FgydF4y2Ba
价值gydF4y2Ba |
pgydF4y2Ba
价值gydF4y2Ba问题>gydF4y2Ba
FgydF4y2Ba
|
评论gydF4y2Ba |
| 模型gydF4y2Ba |
125.62gydF4y2Ba |
9gydF4y2Ba |
13.96gydF4y2Ba |
46.44gydF4y2Ba |
< 0.0001gydF4y2Ba |
重要的gydF4y2Ba |
|
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
|
77.90gydF4y2Ba |
1gydF4y2Ba |
77.90gydF4y2Ba |
259.18gydF4y2Ba |
< 0.0001gydF4y2Ba |
|
|
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
|
20.69gydF4y2Ba |
1gydF4y2Ba |
20.69gydF4y2Ba |
68.84gydF4y2Ba |
< 0.0001gydF4y2Ba |
|
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
|
5.13gydF4y2Ba |
1gydF4y2Ba |
5.13gydF4y2Ba |
17.05gydF4y2Ba |
0.0020gydF4y2Ba |
|
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
|
1.30gydF4y2Ba |
1gydF4y2Ba |
1.30gydF4y2Ba |
4.31gydF4y2Ba |
0.0646gydF4y2Ba |
|
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
|
0.43gydF4y2Ba |
1gydF4y2Ba |
0.43gydF4y2Ba |
1.44gydF4y2Ba |
0.2580gydF4y2Ba |
|
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
|
0.39gydF4y2Ba |
1gydF4y2Ba |
0.39gydF4y2Ba |
1.29gydF4y2Ba |
0.2828gydF4y2Ba |
|
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
|
19.09gydF4y2Ba |
1gydF4y2Ba |
19.09gydF4y2Ba |
63.50gydF4y2Ba |
< 0.0001gydF4y2Ba |
|
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
|
0.85gydF4y2Ba |
1gydF4y2Ba |
0.85gydF4y2Ba |
2.81gydF4y2Ba |
0.1244gydF4y2Ba |
|
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
|
0.038gydF4y2Ba |
1gydF4y2Ba |
0.038gydF4y2Ba |
0.13gydF4y2Ba |
0.7302gydF4y2Ba |
| 剩余gydF4y2Ba |
3.01gydF4y2Ba |
10gydF4y2Ba |
0.30gydF4y2Ba |
|
|
| 缺乏合适的gydF4y2Ba |
2.46gydF4y2Ba |
5gydF4y2Ba |
0.49gydF4y2Ba |
4.51gydF4y2Ba |
0.0618gydF4y2Ba |
不重要gydF4y2Ba |
| 纯粹的错误gydF4y2Ba |
0.55gydF4y2Ba |
5gydF4y2Ba |
0.11gydF4y2Ba |
|
|
|
为二次模型方差分析的结果提出了生物炭的吸附容量表gydF4y2Ba
4gydF4y2Ba。的gydF4y2Ba
FgydF4y2Ba
值的52.95gydF4y2Ba
pgydF4y2Ba
值小于0.0001表示模型的意义。表gydF4y2Ba
4gydF4y2Ba说明gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
模型方面非常重要。另一方面,因素的相互作用gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
,gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
是无关紧要的,条款响应。gydF4y2Ba
方差分析(方差分析)响应面二次模型OPEFB生物炭的吸附能力。gydF4y2Ba
| 数据来源gydF4y2Ba |
平方和gydF4y2Ba |
自由度(DF)gydF4y2Ba |
均方gydF4y2Ba |
FgydF4y2Ba
价值gydF4y2Ba |
pgydF4y2Ba
价值gydF4y2Ba问题>gydF4y2Ba
FgydF4y2Ba
|
评论gydF4y2Ba |
| 模型gydF4y2Ba |
84.47gydF4y2Ba |
9gydF4y2Ba |
9.39gydF4y2Ba |
52.95gydF4y2Ba |
< 0.0001gydF4y2Ba |
重要的gydF4y2Ba |
|
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
|
33.42gydF4y2Ba |
1gydF4y2Ba |
33.42gydF4y2Ba |
188.57gydF4y2Ba |
< 0.0001gydF4y2Ba |
|
|
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
|
5.87gydF4y2Ba |
1gydF4y2Ba |
5.87gydF4y2Ba |
33.14gydF4y2Ba |
0.0002gydF4y2Ba |
|
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
|
11.01gydF4y2Ba |
1gydF4y2Ba |
11.01gydF4y2Ba |
62.09gydF4y2Ba |
< 0.0001gydF4y2Ba |
|
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
|
0.09gydF4y2Ba |
1gydF4y2Ba |
0.09gydF4y2Ba |
0.5gydF4y2Ba |
0.4967gydF4y2Ba |
|
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
|
0.63gydF4y2Ba |
1gydF4y2Ba |
0.63gydF4y2Ba |
3.54gydF4y2Ba |
0.0894gydF4y2Ba |
|
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
|
0.01gydF4y2Ba |
1gydF4y2Ba |
0.01gydF4y2Ba |
0.06gydF4y2Ba |
0.8189gydF4y2Ba |
|
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
|
18.2gydF4y2Ba |
1gydF4y2Ba |
18.2gydF4y2Ba |
102.69gydF4y2Ba |
< 0.0001gydF4y2Ba |
|
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
|
4.55gydF4y2Ba |
1gydF4y2Ba |
4.55gydF4y2Ba |
25.65gydF4y2Ba |
0.0005gydF4y2Ba |
|
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
|
16.42gydF4y2Ba |
1gydF4y2Ba |
16.42gydF4y2Ba |
92.62gydF4y2Ba |
< 0.0001gydF4y2Ba |
| 剩余gydF4y2Ba |
1.77gydF4y2Ba |
10gydF4y2Ba |
0.18gydF4y2Ba |
|
|
| 缺乏合适的gydF4y2Ba |
1.46gydF4y2Ba |
5gydF4y2Ba |
0.29gydF4y2Ba |
4.65gydF4y2Ba |
0.0585gydF4y2Ba |
不重要gydF4y2Ba |
| 纯粹的错误gydF4y2Ba |
0.31gydF4y2Ba |
5gydF4y2Ba |
0.06gydF4y2Ba |
|
|
|
产量的预测与实验值和OPEFB生物炭的吸附容量见数据gydF4y2Ba
1gydF4y2Ba和gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba,分别。它可以观察到,预测值接近实验值表明,模型成功地开发了变量之间的相关性和响应。gydF4y2Ba
预测与实际值OPEFB生物炭的收益率。gydF4y2Ba
预测与实际值OPEFB生物炭的吸附能力。gydF4y2Ba
3.2。收益率的油棕空果串生物炭(OPEFBB)gydF4y2Ba
指生物炭的收益率,计画对响应影响最大的人力资源和沿人物紧随其后gydF4y2Ba
3(一个)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba
3 (b)gydF4y2Ba代表三维响应面展示生物炭制备条件对产量的影响。图gydF4y2Ba
3(一个)gydF4y2Ba说明了表面情节的百分比最高产量的影响下治疗温度(http)和升温速率(人力资源)停留时间(RT)固定在零水平(105分钟)。另一方面,数字gydF4y2Ba
3 (b)gydF4y2Ba说明了最高的治疗温度和停留时间对产量的影响(升温速率是固定在零水平)。在数据显示gydF4y2Ba
3(一个)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba
3 (b)gydF4y2Ba生物炭产量减少,增加在计画,HT和RT。gydF4y2Ba
(一)表面的比例的收益率(gydF4y2Ba
YgydF4y2Ba
)作为治疗最高温度的函数(http)和升温速率(人力资源)固定停留时间105分钟。(b)表面的比例的收益率(gydF4y2Ba
YgydF4y2Ba
)作为治疗最高温度的函数(http)和停留时间(RT)以固定加热速度每分钟10°C。gydF4y2Ba
类似的趋势也在其他作品,研究生产参数对炭产量的影响。Al-Wabel等人报道减少产量gydF4y2Ba
ConocarpusgydF4y2Ba废弃物生物炭通过增加治疗温度最高,特别是当温度增加超过200°C。这可能是由于破坏纤维素和半纤维素和有机物的燃烧gydF4y2Ba
33gydF4y2Ba]。一圈发现红花种子cake-based生物炭的产量减少了热解温度和升温速率上升。升温速率对产量的影响也更加显著较低的热解温度(gydF4y2Ba
34gydF4y2Ba]。McBeath等人研究了热解条件对产量的影响和特点的生物炭十八个不同的原料和得出结论,char[热解温度低导致产量的增加gydF4y2Ba
35gydF4y2Ba]。这是因为重要的蒸发和更高的传热传质速率和破坏性的反应。Hmid等人在另一个研究热解温度和升温速率都报告为影响因素对生物炭的产量来自橄榄固体残留物显著(gydF4y2Ba
36gydF4y2Ba]。Ronsse等人研究了热解的峰值温度和停留时间对不同原料的生物炭的收益率。是观察到的生物炭产量会减少增加停留时间和峰值温度(gydF4y2Ba
37gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba
在这个工作中,所有三个生产变量与生物炭收益率负相关。生产参数的交互作用对生物炭产量并不重要。热解温度的增加导致释放更多的挥发性化合物,主要母质的分解,和可能的二次分解生产生物炭。升温速率的增加可能导致严重的传热传质速率导致生物炭收率较低。停留时间对生物炭产量的影响也不显著。gydF4y2Ba
3.3。吸附容量的油棕空果串生物炭(OPEFBB)gydF4y2Ba
在方差分析的基础上,所有三个变量及其二次效应被发现是重要的OPEFB生物炭的吸附能力;然而,计画gydF4y2Ba
FgydF4y2Ba
值33.4246是最具影响力的因素。数据gydF4y2Ba
4(一)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba
4 (b)gydF4y2Ba演示三维响应面显示操作变量对吸附容量的影响。最高的治疗温度和升温速率的影响在吸附容量停留时间维持在零水平是描绘在图gydF4y2Ba
4(一)gydF4y2Ba,而最高的治疗温度和停留时间对吸附的影响能力OPEFB生物炭当升温速率是固定在零水平呈现在图gydF4y2Ba
4 (b)gydF4y2Ba。从图可以看出gydF4y2Ba
4(一)gydF4y2Ba生物炭的吸附容量增加而增加温度和升温速率到特定点,之后,它减少可能是因为毛孔堵塞的一些由于融化并释放的玷污。最高的治疗温度对吸附容量的影响积极的线性,而升温速率有负面影响。此外,这两个因素都有负二次效应OPEFB生物炭的吸附能力。升温速率增加了吸附容量提高到一定程度后减少。这是由于这一事实的时间释放挥发物成为缩短高升温速率导致聚集之间的挥发物和毛孔内部,因此,阻塞毛孔入学的机会增加。类似的结果也出现在其他研究[gydF4y2Ba
34gydF4y2Ba,gydF4y2Ba
38gydF4y2Ba,gydF4y2Ba
39gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba
(a)表面的生物炭的吸附能力(gydF4y2Ba
问gydF4y2Ba
)作为治疗最高温度的函数(http)和升温速率(人力资源)固定停留时间105分钟。(b)表面的生物炭的吸附能力(gydF4y2Ba
问gydF4y2Ba
)作为治疗最高温度的函数(http)和停留时间(RT)以固定加热速度每分钟10°C。gydF4y2Ba
曲面图的最高治疗温度和停留时间对吸附的影响能力OPEFB生物炭当升温速率是固定在零水平呈现在图gydF4y2Ba
4 (b)gydF4y2Ba。停留时间增加倾向于吸附容量到一定程度的时候,之后进一步增加导致吸附容量减少由于孔壁的强度和破坏的失败。gydF4y2Ba
3.4。流程优化gydF4y2Ba
获得高产生产biosorbents是一个重要的因素,但吸附能力决定了产品的质量。因此,高收益和高吸附容量是可取的经济产品的可行性。然而,优化这两个反应是非常困难的影响因素是相反的,这意味着OPEFB生物炭的吸附容量增加而产量减少,反之亦然。因此,为了这两个反应之间的妥协,愿望已经使用的功能使用专业设计软件版本7(美国明尼阿波利斯stat容易Inc .)。显示最高的愿望的实验条件选择验证。产量和生物炭的吸附容量准备在最佳条件下相比,表中给出的预计值gydF4y2Ba
5gydF4y2Ba。油棕空果串的最佳生物炭是获得使用最高温度为615°C, 8°C /分钟的加热速度,停留时间为128分钟。最佳生物炭显示15.03毫克/克对锌的吸附能力和生物炭的收益率为25.27%。gydF4y2Ba
模型验证。gydF4y2Ba
| 模型的愿望gydF4y2Ba |
计画(gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
1gydF4y2Ba
)gydF4y2Ba |
人力资源管理(gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
)gydF4y2Ba |
RT (gydF4y2Ba
xgydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
)gydF4y2Ba |
生物炭收率(%)gydF4y2Ba |
吸附容量(毫克/克)gydF4y2Ba |
| 预测gydF4y2Ba |
实验gydF4y2Ba |
预测gydF4y2Ba |
实验gydF4y2Ba |
| 0.934gydF4y2Ba |
615年gydF4y2Ba |
8gydF4y2Ba |
128年gydF4y2Ba |
25.28gydF4y2Ba |
25.49gydF4y2Ba |
14.98gydF4y2Ba |
15.18gydF4y2Ba |
因为它可以从表观察gydF4y2Ba
5gydF4y2Ba获得的实验结果有很好的一致性,模型预测点与相对较小的偏差,表明模型的准确性。总的来说,OPEFB被证明是一个潜在的有前途的基质生物炭的生产,一个绿色的低成本吸附剂,高性能的去除重金属从水溶液(锌)。gydF4y2Ba
3.5。描述gydF4y2Ba
数据gydF4y2Ba
5(一个)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba
5 (b)gydF4y2Ba说明了扫描电子显微镜图像的前体(OPEFB)和生物炭在最佳条件下获得的。很明显的显微照片,在优化的条件下获得的生物炭的外部表面的裂缝,裂缝,大量的蜂巢毛孔大小不同。比较的显微照片和扫描电子显微镜照相术OPEFB透露,在热解生物炭的裂缝和毛孔清洁由于增加液化作用,因此,可以检测到更多的命令结构安排在最佳产品。gydF4y2Ba
(一)SEM图像的油棕空果串。(b) SEM图像OPEFB生物炭在最佳条件下产生的。gydF4y2Ba
图gydF4y2Ba
6gydF4y2Ba显示OPEFB生物炭的adsorption-desorption等温线RSM最佳条件下合成。这种吸附等温线可以分为我和一种H4磁滞回线0.9相对压力,类似于微孔结构材料中孔隙度。表面物理参数决定gydF4y2Ba
NgydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
吸附等温式的最优产品和OPEFB生物炭合成在300°C从表总结了初步研究gydF4y2Ba
6gydF4y2Ba。相比之下的最佳OPEFB生物炭的结构性能与未优化的结果,很明显,RSM最佳产品显示更高的表面积,微孔表面积,微孔体积,中孔体积表明孔隙发展最佳热解条件。这很可能是因为逐步分解挥发性物质和更好的碳化导致增强的孔隙度。gydF4y2Ba
表面积和孔隙特性的优化结果RSM OPEFB生物炭。gydF4y2Ba
| 材料gydF4y2Ba |
打赌表面积(gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
/gydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
)gydF4y2Ba |
微孔表面积(gydF4y2Ba
米gydF4y2Ba
2gydF4y2Ba
/gydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
)gydF4y2Ba |
微孔体积(gydF4y2Ba
cgydF4y2Ba
米gydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
/gydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
)gydF4y2Ba |
中孔体积(gydF4y2Ba
cgydF4y2Ba
米gydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
/gydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
)gydF4y2Ba |
总孔隙体积(gydF4y2Ba
cgydF4y2Ba
米gydF4y2Ba
3gydF4y2Ba
/gydF4y2Ba
ggydF4y2Ba
)gydF4y2Ba |
平均孔隙直径(一个)gydF4y2Ba |
参考gydF4y2Ba |
| RSM优化OPEFB生物炭gydF4y2Ba |
421.26gydF4y2Ba |
347.09gydF4y2Ba |
0.13gydF4y2Ba |
0.018gydF4y2Ba |
0.15gydF4y2Ba |
14.41gydF4y2Ba |
本研究gydF4y2Ba |
| OPEFB生物炭(300°)gydF4y2Ba |
44.38gydF4y2Ba |
7.80gydF4y2Ba |
0.003gydF4y2Ba |
0.317gydF4y2Ba |
0.32gydF4y2Ba |
28.84gydF4y2Ba |
初步研究gydF4y2Ba |
Adsorption-desorption等温线图RSM OPEFB生物炭生产的最优条件。gydF4y2Ba