文摘

澳洲简而言之粉氧化的过氧化氢溶液(MHP)被固定1功能化,5′-diphenylcarbazide (DPC)在其表面。嫁接的有效性是由傅里叶变换红外光谱证实了由于NH和C = C延伸3361,1591,1486厘米−1分别在移植材料nongrafted缺席的材料。热重分析表明,表面DPC的存在澳洲壳的热稳定性降低300°C到180°C由于DPC的波动性质。表面粗糙度的嫁接赞赏在扫描电镜图像。参数影响铬(VI)的吸附去除研究,发现最佳pH值2,120分钟,150 mg / L和2.5 g / L。嫁接MHP DPC导致增加的朗缪尔单层容量从37.74到72.12毫克/克。嫁接MHP与DPC生产吸附剂提高铬(VI)的去除效率。

1。介绍

自然biosorbents像芒果内核,澳洲简而言之,椰子壳,松果,杏仁壳、锯末、棕榈枝,和榛子由植物细胞壁主要是木质素、纤维素和半纤维素为主要结构组件(1- - - - - -5]。因此,这些材料表面含有丰富的官能团包括酮、醛、酯类、醚类、醇类。升级使用自然biosorbents吸附金属污染物的修复已经很大程度上是由于其丰富的可用性,inexpensiveness,生物降解性,容易解吸,良好的可重用性,他们拥有不同的官能团,需要金属抽象(6- - - - - -8]。此外,这些材料被认为是廉价的,因为他们需要最小的处理。然而,当用作吸附剂,一些不足像可怜的表面积和低的吸附能力有经验可能是因为高度交联的聚合物性质表示材料(1,4,9]。此外,在被用作吸附剂,有一种倾向的有机小分子被困在聚合物交联链被释放到环境中造成高生化需氧量和化学需氧量(9]。这些缺点限制了利用biosorbents吸附在他们的原始形式。

应对失败,研究人员探索各种预处理技术如生物治疗真菌或细菌(i),(2)化学方法使用酸、碱、氧化、或溶剂萃取,(3)物理方法通过声波降解法、热解法、或机械搅拌,和(iv)物理化学方法,例如,蒸汽爆炸(5,10]。在预处理过程中,吸附剂的表面化学性质可以通过屏蔽改变或消除某些团体或暴露于更多的吸附网站(7,11]。更大的分离的组件是实现更快和方便比生物方法和化学预处理方法(5]。根据预期用途的生物量和所需的属性,各种化学药剂,H2O2(7)、臭氧(12),H3阿宝4(13),HNO3(14),氢氧化钠(4),等等,侦察了水解、氧化、或原料5]。氧化化学处理可能会导致增加羧基等含氧功能C-O-C,有限公司,噢,这可能会增加金属离子络合、离子交换、螯合(5,15]。

补充预处理方法提高性能,进一步修改(接枝、交联、或聚合)可以进行吸附剂的表面。丙烯酸单体接枝在棕髓,表面和吸附容量从165增加到196毫克/克报道(16]。改进的性能是由于羧基密度的增加吸附在材料表面的网站。Behbahani et al。17]嫁接1、5′-diphenylcarbazide微碳纳米管表面的Cd (II)离子的萃取水样和食品。萃取效率大于97%的检测极限(LOD) 0.05 ng / mL。嫁接或聚合引入特定的官能团,在北半球,SH,哦,或羧基,吸附剂表面的。在最近的一项研究[18),结果表明:修改的自然杨树tremula纤维与氨基配体导致的吸附容量增加酸性蓝25从22.33毫克为修改的48个毫克/ g / g肼为乙二胺纤维和67毫克/克纤维。Masau石头与二乙三胺通过化学改性交联协议,和87.32毫克/克报道吸附容量19]。的存在使质子化氨基在酸性条件下是归功于biosorption-coupled减少铬(VI)的去除机制。同样,Pakade et al。20.)实现高吸附容量的145.5毫克/克以下修改澳洲nutshell-based碳二亚乙基三胺和三乙胺配体。提到的研究,很明显,铬(VI)具有高度的亲和力胺官能团,正是这种叙事,导致目前的研究澳洲简而言之是功能化,第一次,1、5′-diphenylcarbazide根除的六价铬溶液。

六价铬铬(VI)和三价铬(铬(III))是最稳定的形式的Cr在环境中。铬(VI)是一种毒性很强的氧化剂能够穿透细胞膜生物由于其相似结构硫酸盐(21]。另一方面,铬(III)更少的有毒和被认为是一种微量元素浓度在分钟但可能有毒如果浓度高(22]。接触铬(VI)化合物可能导致健康不利影响如肺癌、肾脏损害、上腹疼痛、恶心、呕吐,甚至死亡23,24]。粗心的处理和从制革废水的治疗不当,电镀、纺织印染、采矿、和木材防腐行业导致污染环境的铬(VI)化合物。由于简单的优势,低成本、和官能团的微调,吸附方法发现更多的应用程序消除有毒金属。因此,本研究旨在采用澳洲简而言之氧化与H2O2在去除铬(VI)也从水溶液和调查后吸附性能的改进是否会实现功能化的H2O2治疗材料1、5′-diphenylcarbazide。确认的嫁接后寻求使用傅里叶变换红外光谱学,热分析和扫描电子显微镜。吸附评价了不同pH值、时间、浓度、用量、不同的模型被用来证实相关的吸附机制。

2。材料和方法

2.1。化学和仪器

试剂级重铬酸钾、二氯化锡、氯乙烷、甲醇、甲苯、过氧化氢(wt。50%),氢氧化钠,盐酸,1、5′-diphenylcarbazide买来LabChem和默克化工有限公司(南非约翰内斯堡),使用前未经纯化。pH值调整被从汉娜你好2210监测仪器(约翰内斯堡,南非),而超纯水用于所有反应得到西门子LaboStar设备(美国宾夕法尼亚州Warrendale)。批量吸附实验进行重复在一个立式圆筒形Labcon 3100 u电振动器(Maraisburg、南非)。样品制备和分析铬吸附前后溶液中进行详细在我们先前的研究[4]。澳洲简而言之是好心捐赠由东部产生地产公司(企业)有限公司从Tzaneen Danroc Barbaton(企业)有限公司,南非。

2.2。吸附剂的制备
2.2.1。化学预处理

清除灰尘及异物后,澳洲简而言之是用自来水,然后干24小时运行在烤箱105°C。干总而言之被地面、研磨和渗收集在90年µ米和150µ米的屏幕。收集到的样本被指定为原料澳洲简而言之(rmn)。然后,RMN被氧化和/或漂白和20%,35%和50% (v / v) H2O2解决方案,从而形成更多的表面含氧官能团。合成材料标签20 MHP, 35 MHP, 50个民族主义者行动党(MHP)对应于不同的H2O2浓度用于氧化澳洲简而言之粉。铣削过程不仅与粒径减少艾滋病,还可以降低结晶度和聚合度的多糖在生物质能5)导致提高吸附性能。

2.2.2。功能化与Diphenylcarbazide民族主义者行动党(MHP)

一个方法改编自Behbahani et al。17)是用于修改。简而言之,一克20 MHP悬浮在100毫升干燥氯乙烷(CH3CH2Cl2)氮(N2)大气的圆领250毫升瓶配备电磁搅拌器和冷凝器。大约2 g的二氯化锡是添加到混合物中。回流24小时后,溶剂(CH3CH2Cl2)被降低的压力下,合成固体悬浮在甲苯。大约5 g的过剩diphenylcarbazide (DPC)添加到反应容器,和内容进一步24小时的回流。收购完成后,固体过滤,用甲苯和甲醇洗净,然后在室温下干燥。产品标签20 MHPD意味着民族主义者行动党(MHP) 20日DPC嫁接。同样的步骤之后,但20 MHP换成了35个民族主义者行动党(MHP)和50 MHP决议产品标签35 MHPD和50 MHPD,分别。图1显示了制备过程。


图1
制备diphenylcarbazide-grafted吸附剂。
2.3。吸附剂的表征

扫描电子显微图像获得从一个范广达200 SEM(范,晚宴过后,或者美国)和Jeol钨- 300扫描电镜配备二级反向散射电子探测器和一个牛津能量色散x射线(EDX)分析外部调查。样品被涂上一层黄金使用群体Q150R溅射涂布机(英国东苏塞克斯Quorum科技有限公司)。涂层厚度精确控制在5 nm使用膜厚监控选项的群体Q150R溅射。表面官能团分析吸附剂是400年从PerkinElmer获得光谱红外/ FT-NIR光谱仪(美国沃尔瑟姆,MA)记录从4000年到500厘米−1。吸附剂的热分析阐明使用PerkinElmer TGA 4000热重分析仪(美国沃尔瑟姆)。离心是完成用人CL10 ThermoScientific离心机(南非约翰内斯堡)。

2.4。吸附研究

的澳洲吸附剂(MHP和MHPD)进行评估的铬(VI)去除效果通过批量复制实验。影响吸附的各种参数包括pH值的影响(酸碱1 - 12),接触时间(20 - 180分钟),初始吸附物浓度(25到150 mg / L),和吸附剂用量(0.63到10.63 g / L)进行了研究。在一个典型的实验设置,0.05 g的吸附剂被指控铬(VI)的解决方案(20毫升100 mg / L)包含在100毫升玻璃瓶,和pH值调整与盐酸或氢氧化钠稀释的解决方案。内容被允许120分钟的电反应瓶紧随其后的是固体/液体通过离心分离。铬(VI)的浓度和总铬测定紫外可见分光光度计T80+(PG仪器)和原子吸收光谱(aa - 7000从日本岛津公司,日本京都),分别详细在我们先前的研究[4,25]。吸附性能的评估是通过计算的比例( )和最大吸附容量( (毫克/克))使用(1)和(2),分别为: 在哪里 的吸附平衡浓度(毫克/升), 被吸附物的初始浓度(毫克/升), 是吸附剂的质量(g), 的解决方案用于吸附(L)。

3所示。结果与讨论

3.1。材料的表征
3.1.1。傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析

图2(一个)描述了傅里叶变换红外光谱(FTIR)光谱RMN, 20个民族主义者行动党(MHP), 35 MHP, 50 MHP吸附剂。氢peroxide-oxidized澳洲简而言之(MHP)有一个广泛的振动拉伸为3330厘米−1认证的保税哦组纤维素,C = O 1728厘米的羧基官能团−1,。在1029厘米的伯醇−1。H2O2治疗轻微的结构骨架RMN不是大大改变,但峰值转变的特点治疗观察。按照结果报道在化学处理葡萄皮与H2O2(7)和轻量级的膨胀粘土聚合吸附剂氯化镁和过氧化氢的水溶液(26),没有新的峰出现表明H的影响最小2O2biosorbents的化学结构。C = O乐队在1712厘米−1在RMN转移到1728厘米−1在民族主义者行动党(MHP)吸附剂伴随着改变峰值形状暗示H2O2产生了不同的化学环境的C = O RMN。此外,切断乐队的主要醇也从1031到1029厘米−1过氧化氢处理后。从1234年到1228厘米-C-O-C振动转移−1化学处理后RMN与H2O2(27]。固定的DPC MHP导致吸附剂具有不同官能团如图2 (b)。新的吸收峰在3361厘米−1归因于北半球的DPC - c = O酰胺的1657厘米−1芳环的,ch 3036厘米−1在1233厘米- cn伸展−1在743厘米ch弯曲−1,- C = C的振动苯环为1591和1486 cm−1被观察到。此外,吸收峰由于母质是仍然存在:羧基- c = O 1710厘米−1和初级酒精。伸展在1100厘米−1(18]。所有这些观察指出修改的有效性和固定的DPC配体。

(一)
(一)
(b)
(b)
图2
(a)红外光谱光谱RMN(我),20个民族主义者行动党(MHP) (ii), 35 MHP (iii), 50个民族主义者行动党(MHP) (iv)吸附剂。(b)红外光谱光谱20 MHPD 35 MHPD, 50 MHPD吸附剂。
3.1.2。热重分析(TGA)和差热分析(DTA)

图3显示了TGA和DTA热分析图RMN和民族主义者行动党(MHP)。根据Paduraru et al。28生物量),热降解遵循四个不同阶段,即水分进化和分解半纤维素,纤维素和木质素。这些不同分解阶段也观察到与我们的材料。在所有热分析图,第一分解观察从50°C到90°C是由于水分的损失,这些水。第二分解的最大质量损失速率在318°C, 303°C, 326°C,并为RMN 317°C, 20 MHP, 35个民族主义者行动党(MHP),和50个民族主义者行动党(MHP),分别是由于降解半纤维素的结构。第三个分解观察到385°C (RMN), 392°C (MHP) 20日,374°C (35 MHP),和382°C (50 MHP)是公认的纤维素结构解体。最后退化发生超出半纤维素降解是由于木质素的缓慢分解。此外,RMN、20个民族主义者行动党(MHP)和35个民族主义者行动党(MHP)显示挥发组分的损失,可能CH4H2、有限公司2或公司,大约在250°C,这在50个民族主义者行动党(MHP)吸附剂可能是因为没有50% (v / v) H2O2治疗太严厉,消除所有的挥发组分杨et al。29日还观察到挥发性化合物的进化(CH4H2、有限公司2和公司)在温度低于300°C的半纤维素热解。纤维素和半纤维素的降解温度是不同的在所有材料表明治疗这些材料的结构和表面性质的影响。

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)
图3
(一)TGA和DTA热分析图RMN (a), 20个民族主义者行动党(MHP) (b), 35 MHP (c), 50 MHP (d)吸附剂。

DPC-grafted材料表现出不同的温谱图相比,H2O2处理材料。温谱图如图4。温谱图,观察湿气和吸附水的损失约为80°C。更明显的退化在205°C从MHPD归因于DPC的分解。另一个引人注目的高峰是在270°C归因于纤维素结构的分解。缓慢降解木质素可以从335°C开始升值。显然,50 MHPD表现出稍微不同的分解峰的形状。Dhakal et al。30.]提到,峰的形状和分解温度的差异表明,吸附剂的结构骨架的影响他们暴露于化学处理。

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)
图4
RMN TGA和DTA热分析图(a), 20 MHPD (b), 35 MHPD (c)和50 MHPD (d)吸附剂。
3.1.3。扫描电子显微镜(SEM)

吸附剂表面的形态性质阐明使用扫描电子显微镜(SEM)。SEM图像为民族主义者行动党(MHP)和MHPD吸附剂在图所示5。RMN SEM是典型的植物材料与粗糙表面SEM结构和扩展但没有可观察到的孔隙度(4]。在治疗H2O2观察,一些表面孔隙度圆斑点在民族主义者行动党(MHP)样本。嫁接MHP DPC了材料与粗糙的纹理,但是毛孔消失了。表面粗糙的差异和民族主义者行动党(MHP)之间MHPD吸附剂证明功能化确实发生。打开毛孔的消失由于嫁接是观察到其他地方31日),而Albadarin et al。19)还指出表面地形的差异amine-modified masau石头发生化学治疗。

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)
(e)
(e)
(f)
(f)
图5
扫描电子显微图像20 MHP (a), 35个民族主义者行动党(MHP) (b), 50个民族主义者行动党(MHP) (c), 20 MHPD (d), 35 MHPD (e)和50 MHPD (f)。
3.1.4。Brunauer-Emmett-Teller(打赌)分析

Brunauer-Emmett-Teller(打赌)进行了表面分析评估孔隙体积、表面积和孔隙大小的吸附剂。表1列出了赌注,表面积、孔隙体积和孔隙直径结果MHP MHPD吸附剂。典型的生物质,表面积值相对较小,从0.0063到0.5093米2/ g。嫁接的DPC MHP似乎降低了表面区域的35个民族主义者行动党(MHP) (1.0019 m2/ g)和35 MHPD (0.2034 m2/ g)的表面覆盖。相反,面积20民族主义者行动党(MHP)增加到0.50932DPC嫁接后/ g。表面区域在2.8到6.3米的范围2/ g棕榈枝[32),从3.1477到3.6672米2泥炭和椰子纤维/ g (33已报告。

表1
选择表面特征。
3.2。吸附实验
3.2.1之上。pH值的影响

pH值的影响对六价铬的去除20 MHP, 35 MHP, 50个民族主义者行动党(MHP), 20 MHPD, 35 MHPD, 50 MHPD在批处理进行吸附实验通过改变pH值从1到12,而铬(VI)的初始浓度是150 mg / L和吸附剂剂量为2.5 g / L。结果显示为 与初始pH值在图6。民族主义者行动党(MHP)和MHPD吸附剂表现出类似的趋势 作为初始pH值下降的解决方案是增加从1到12。最高去除铬(VI)发生在pH值1,但是有一个清晰的分离性能之间的民族主义者行动党(MHP)和MHPD吸附剂,后者表现出优越的移除从90%减少到79%,前者除从50%到4%不等。即,所有这些吸附剂表现出强烈的依赖在溶液pH值最大吸附发生在酸性环境下(4,34]。高去除在低pH值的结果之间的静电吸引带正电的吸附剂(质子化作用)(羧基的网站2+噢,2+民族主义者行动党(MHP)和NH+MHPD)和铬酸氢离子(35]。铬酸氢(HCrO4−)通常是最主要的铬(VI)在酸性条件下和在氧化条件下的物种。另一方面,重铬酸(Cr2O72−)是稳定在弱酸性和低氧化条件,但随着pH值对基本的区域增加,平衡倾向于转向铬酸(CrO42−)[25,32]。的下降 随着pH值增加可能是由于质子的损耗导致更少的质子化了的网站和更多哦−组织会导致竞争与铬酸盐离子吸附的网站。类似的pH值效率趋势已经被几位研究人员报告20.,31日,35- - - - - -37]。除了预测铬(VI)阳离子的静电吸引组织机制,减少铬(VI)铬(III)的可能性不能排除,因为它已被证实在过去澳洲nutshell-based吸附剂青睐adsorption-coupled减少吸收铬(VI) (4,38]。


图6
初始溶液的pH值对铬(VI)的去除由民族主义者行动党(MHP)和MHPD吸附剂(条件:初始铬(VI)浓度150 mg / L;剂量2.5 g / L;和时间120分钟)。
3.2.2。接触时间和动力学的影响

调查的可行性和效率铬(VI)吸附到MHP MHPD吸附剂,接触时间不一从20到180分钟,而所有其他参数都保持不变。%去除铬(VI)的民族主义者行动党(MHP)和MHPD作为时间的函数图所示7。两种截然不同的结果观察到的民族主义者行动党(MHP)吸附剂相比MHPD表现不佳。的 为民族主义者行动党(MHP)吸附剂从12个增加到70%,从20到180分钟时间不一,但似乎没有达到平衡后180分钟的接触时间。这可能意味着由MHP吸附剂吸附的过程相当缓慢,有吸附网站无法访问经过180分钟的反应时间。吸附效率的顺序是50 MHP > 35 MHP > 20民族主义者行动党(MHP)。嫁接MHP DPC产生了吸附剂与更好的性能的 和反应动力学。的 的MHPD远远高于民族主义者行动党(MHP)从65年的98%,而饱和之后才实现了40分钟。在这些曲线、吸附过程的三个阶段是明显的,也就是说,边界层饱和(20到30分钟),扩散到内部毛孔(30 - 40分钟),和平衡(超过40分钟)。的高亲和吸附物吸附网站(物理吸附或离子交换)是与更高的吸附率在最初的时候(34]。MHPD吸附剂具有更多的官能团和更好的可访问性由于亲和力较高的铬(VI)使质子化氨基组。效率是20的顺序MHPD > 50 MHPD > 35 MHPD。


图7
接触时间的影响去除铬(VI)的民族主义者行动党(MHP)和MHPD吸附剂(条件:初始铬(VI)浓度150 mg / L;剂量2.5 g / L;和pH值1)。
3.2.3。动力学参数

符合一级(39]和pseudo-second-order [40)动力学模型被用来研究动力学参数管理的吸附铬(VI)民族主义者行动党(MHP)和MHPD吸附剂。时间依赖的数据被安装到非线性符合一级(卵圆孔未闭)和pseudo-second-order (PSO)方程(3)和(4)。如表中所示的结果2显示所有的吸附剂,除了20民族主义者行动党(MHP)和35 MHPD,跟着PSO率模型根据相关系数越高( ),低 ,和亲密感 来 值算法相比,卵圆孔未闭模型。我们可以推断,算法代表了吸附铬(VI)的所有民族主义者行动党(MHP)和MHPD吸附剂除非遵守的20个民族主义者行动党(MHP)和35 MHPD卵圆孔未闭。吸附剂服从PSO预测有利于化学吸收作用[31日,33),而所描述的卵圆孔未闭喜欢物理吸附(18]。它已经被Albadarin认为et al。19],卵圆孔未闭和PSO动力学模型是经验方程,因此不能完全解释吸附物的化学和物理的相互作用。铬(VI)的复杂性质与吸附剂(例如,adsorption/reduction) makes it difficult to explain the mechanism with only one model as is the case with 20 MHP. The 值相对较小,这表明吸附过程需要更多的时间接近饱和(19]。 在哪里 (1 /分钟)是卵圆孔未闭速率常数, (毫克/ g)是铬(VI)的含量(毫克)吸附剂的吸附(g) ,和 (g / mg min)算法速率常数。

表2
卵圆孔未闭和PSO动力学参数吸附铬(VI)的民族主义者行动党(MHP)和MHPD。
3.2.4。Intraparticle和液膜扩散

Intraparticle和/或电影扩散(外部质量传递)代表被吸附物的可能机制吸附在多孔材料可能发生41]。韦伯提出的intraparticle扩散模型等。42]在这里代表(5)是用来确定吸附的速率控制步骤和机制的铬(VI)。此外,液膜扩散是评估通过拟合数据(6)。 在哪里 (毫克/ (g·分钟0.5)是intraparticle扩散的速率常数, 这部电影扩散速率常数,边界层厚度由拦截 (毫克/克)。根据文献[43- - - - - -45),intraparticle扩散被认为是唯一的速率控制步骤的情节 与 产生一条直线经过原点。它的数据中可以看到8(一个)和8 (c)吸附剂表现出不同的机制,即线性线在整个时间间隔(20 MHP, 35个民族主义者行动党(MHP), 20 MHPD, 50 MHPD)和multilinearity(50个民族主义者行动党(MHP)和35 MHPD)。即使是那些被直线,没有经过原点但隐含intraparticle扩散机制的主导地位和无关紧要的传质阻力。曲线与multilinearity显示电影的存在扩散(第一陡峭的曲线)和intraparticle扩散(第二平面曲线)。液体薄膜扩散模型(评估数据8 (b)和8 (d))显示了伟大的线性 ,但是线不经过原点点表明膜扩散也不是唯一病原反应步骤。

(一)
(一)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
(d)
图8
Intraparticle和液膜扩散的民族主义者行动党(MHP) (a, b)和MHPD (c, d)吸附剂。
3.2.5。影响初始浓度和吸附等温线

图9显示了吸附容量( )作为初始吸附物浓度的函数。可以欣赏,吸附能力增加铬(VI)的初始浓度从20增加到180 mg / L。的大小 变化如下:4.9 - 15毫克/克20 MHP, 5.1为35 MHP 20毫克/克,5.1为50 MHP 40毫克/ g, 6到70毫克/克20 MHPD, 7为35 MHPD 50毫克/克,和7为50 MHPD 74毫克/克。这些结果清楚地表明,吸附铬(VI)的浓度依赖性,没有意识到除了20 MHP饱和度和35 MHP, MHPD吸附剂是优于MHP吸附剂。吸附能力随着浓度的增加可以提高解释的基础上,以低吸附物浓度,可用吸附网站的数量相比,离子铬(VI)是导致高铬(VI)去除,但随着铬(VI)的初始浓度的增加,这一比率(吸附网站/铬(VI)离子)下降导致饱和,较小 ,和较高的吸附能力25,36,46]。

(一)
(一)
(b)
(b)
图9
初始溶液浓度的影响去除铬(VI)的民族主义者行动党(MHP)和MHPD吸附剂(条件:接触时间180分钟;剂量2.5 g / L;和pH值2)。

考虑到铬(VI)之间的交互和MHPD吸附剂,非线性朗缪尔和弗伦德里希吸附等温线模型的吸附平衡数据集中的效果。朗缪尔属于单层吸附的吸附物上均匀吸附网站,而弗伦德里希提倡多分子层吸附机制在不同的网站。表3说明了等温线的吸附常数获得。比较民族主义者行动党(MHP)吸附剂使用确定系数( )和方差,可以看出弗伦德里希模型表现出更高 价值观和降低方差。此外, 和朗谬尔 值并不紧密。因此,最好是得出的结论是,民族主义者行动党(MHP)的数据所描述的弗伦德里希模型,暗示,去除的机理是多层吸附过程在不同的网站。的弗伦德里希 值小于统一显示的可行性和良好的吸附铬(VI)的民族主义者行动党(MHP)表面。

表3
弗伦德里希和民族主义者行动党(MHP)的朗缪尔吸附常数。
3.2.6。剂量效应和吸附能力的比较

数据10 ()和10 (b)描述 铬(VI)作为吸附剂用量的函数为民族主义者行动党(MHP)和MHPD吸附剂。在这两种情况下, 铬(VI)的剂量水平从0.63到10.63 g / L。的 从50急剧上升到88%的剂量增加从0.63到4.63 g / L和减速之后几乎达到平衡MHP吸附剂去除92%。对于MHPD吸附剂, 从67年的93%急剧增加剂量时从0.63增加到2.63 g / L,只有增加到95%之后,达到平衡。很明显,MHPD吸附剂优于MHP吸附剂是只有一半的剂量(2.63 g / L)需要实现相同的最大值 由民族主义者行动党(MHP)为4.63 g / L。增加删除在较高剂量可能是由于吸附更多网站的存在导致离子交换容量和高表面积(5,34,36]。在这两种情况下,吸附能力下降随着剂量的增加可能是因为有重叠造成拥挤的吸附网站(47]。

(一)
(一)
(b)
(b)
图10
吸附剂用量的影响去除铬(VI)的民族主义者行动党(MHP)和MHPD吸附剂(条件:初始铬(VI)浓度150 mg / L;pH值2;和时间120分钟)。

准备了吸附剂的性能演示了通过比较他们的吸附能力其他biosorbents文献中找到。结果见表4透露,吸附剂的吸附能力可能相差很大很难比较,因为不同的实验条件(用量、pH值、吸附物浓度、搅拌速率、震动和搅拌,和列和批处理)。尽管如此,目前的结果是与其他吸附剂但低于别人。

表4
吸附能力的比较。
3.3。铬(VI)离子的选择性

调查竞争离子的影响是至关重要的,任何发达吸附剂因为污染物通常存在与其他化学物质包括有机、无机、生物材料。它已经表明硫酸盐和硝酸盐的存在影响了去除铬(VI)负(15,48,49]。在这项研究中,溶液的混合物含有150 mg / L的铬(VI),42−,Cl−,没有3−准备从各自的盐和用于调查的效果同离子吸附铬(VI)。另一个解决方案仅包含铬(VI)被用作控制。结果描述 铬(VI)的存在和缺乏同离子呈现在图11。去除铬(VI)的百分比从80年的79%下降20 MHP, 87 50民族主义者行动党(MHP)的80%,95年为93%,20 MHPD,和50 MHPD 82%至85,而 是完全相同的35 MHPD但存在同离子的去除高35民族主义者行动党(MHP)时使用。50 MHPD吸附剂比20 MHPD和35 MHPD显示优良的选择性。后者被竞争离子的存在负面影响,但是, 仍超过80%。准备的吸附剂具有良好识别铬(VI)的竞争离子的存在,因此可以推荐替代低成本吸附剂对铬(VI)的缓解。

(一)
(一)
(b)
(b)
图11
同离子效应的消除铬(VI)的民族主义者行动党(MHP) (a)和MHPD (b)吸附剂。
3.4。应用程序实际样品

废水样品的化学品质Cr3 +(4毫克/升),锌2 +(1 mg / L),铁2 +(6 mg / L),倪2 +(2 mg / L),铜2 +(31毫克/升)被用来研究开发了吸附剂的性能在实际样品。都是准备从他们的氯盐。样品就被掺入了30 mg / L铬(VI)。图12显示的结果 飙升的铬(VI)的解决方案,MHPD吸附剂。铬(VI)的去除效率由民族主义者行动党(MHP)吸附剂减少订单20 MHP > 35 MHP > 50民族主义者行动党(MHP)从82%,75%,和53%的去除,分别。相比之下,移除的顺序增加80%,85%,88%,20 MHPD 35 MHPD,和50 MHPD分别。的减少 百分比的H2O2增加(20 MHP, 35个民族主义者行动党(MHP)和50 MHP)可能是由于表面含氧集团的高密度的高浓度的H2O2主要为阳离子高亲和力。另一方面,取消H的增加而增加2O2浓度MHPD因为更高浓度的DPC的青睐去除铬(VI)在低pH值由于质子化作用。结果显示,制备吸附剂是适合用于修复的金属离子污染的水 大于70%,除了50 MHP吸附剂。


图12
真正的样本特征和去除铬(VI)真正的样本由民族主义者行动党(MHP)和MHPD吸附剂。

4所示。结论

三种不同浓度的过氧化氢(20,35岁和50%卷)被用来预处理澳洲简而言之粉。预处理传授一些含氧组(C = O,哦,和C-O-C)表面的概括。红外光谱表明,H2O2治疗导致将C = O峰从1712到1728厘米−1从1031年到1029厘米和切断峰值−1RMN相比。嫁接的5′-diphenylcarbazide RMN与红外光谱证实,SEM和TGA。红外光谱显示新的峰值为3333和1657 cm−1分别归功于NH和酰胺C = O。成功嫁接的TGA曲线进一步证实MHPD显示高波动性由于DPC相比MHP的存在。SEM显微图比MHP MHPD表现出更粗糙的表面,这是与嫁接。打赌表面积的范围从0.0063到0.5093米2/ g,这是典型的生物质材料。民族主义者行动党(MHP)的吸附效率处理50% H2O2从37.74提高到72.12毫克/克的移植材料。吸附容量的改善验证移植的效率。由朗缪尔吸附过程是最好的描述和算法。此外,结果表明,intraparticle扩散并不是唯一的速率控制步骤。铬(VI)的吸附MHPD不受竞争离子的存在是选择性研究和应用的实际样本所示。

缩写

DPC: 1、5′-diphenylcarbazide
民族主义者行动党(MHP): 澳洲简而言之粉被过氧化氢氧化的解决方案
20个民族主义者行动党(MHP): 澳洲简而言之粉氧化20% (v / v)过氧化氢的解决方案
35个民族主义者行动党(MHP): 澳洲简而言之粉氧化35% (v / v)过氧化氢的解决方案
50个民族主义者行动党(MHP): 澳洲简而言之粉氧化50% (v / v)过氧化氢的解决方案
20 MHPD: 20 MHP吸附剂和DPC嫁接
35 MHPD: 35个民族主义者行动党(MHP)吸附剂和DPC嫁接
50 MHPD: 50个民族主义者行动党(MHP)吸附剂和DPC嫁接
注: Brunauer-Emmett-Teller
DTA: 示差热分析
谱: 能量色散x射线
红外光谱: 傅里叶变换红外光谱学
LOD: 检测极限
卵圆孔未闭: 准一的订单
算法: Pseudo-second秩序
RMN: 生澳洲简而言之
扫描电镜: 扫描电子显微镜
TGA: 热重分析。

附加分

突出了。澳洲简而言之粉与过氧化氢氧化。peroxide-modified材料与diphenylcarbazide嫁接。嫁接与diphenylcarbazide提高了吸附容量。存在同离子不影响去除效率。吸附剂具有良好复苏时受到现实世界的样本。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

国家研究基金会(TTK13061018779和TTK160510164648)和瓦尔河科技大学的金融支持是感激地感谢。