咖啡渣活性炭的制备、表征及其对Cr（Ⅵ）的吸附机制研究
发布时间：2022-01-15 08:44
以碘吸附值为评价指标,活化时间、活化温度和浸渍比为影响因素,采用响应面法试验设计对磷酸活化法制备咖啡渣活性炭的工艺条件进行优化,并通过静态吸附试验研究了不同吸附时间、溶液pH值和吸附温度条件下,活性炭对水溶液中Cr（Ⅵ）吸附性能的影响,最后利用Langmuir、Freundlich吸附等温方程、准一级动力学方程、准二级动力学方程和颗粒内部扩散方程进行拟合。试验结果表明,制备咖啡渣活性炭的最佳工艺条件为活化时间1 h、活化温度498℃、浸渍比1.72;在此条件下活性炭得率为30.4%,碘吸附值为（799±16）mg/g,比表面积为1 006 m2/g,孔容为0.779 cm3/g、微孔孔容为0.051 cm3/g、平均孔径为3.088 nm。较低pH值和较高温度能够促进活性炭对Cr（Ⅵ）的吸附;Langmuir等温方程能够更好地描述活性炭对Cr（Ⅵ）的吸附效果;活性炭对Cr（Ⅵ）的吸附分3个阶段:快速吸附阶段、慢速吸附阶段和吸附平衡阶段,10 min内可完成吸附总量的79%,360 min内达到吸附平衡,该吸附过程符合准二...
【文章来源】：生物质化学工程. 2020,54(04)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
各因素对咖啡渣活性炭碘吸附值影响的三维曲面和等高线图
比表面积和孔容是衡量活性炭吸附能力强弱的主要指标[23]。一般来说,比表面积越大,孔容越大,活性炭的吸附能力越强[16]。图2为活性炭N2吸附/脱附等温线和孔径分布曲线,利用BET方程计算出活性炭的比表面积为1 006 m2/g、平均孔径为3.088 nm,利用BJH计算出总孔容为0.779 cm3/g,利用t-Plot计算出微孔孔容为0.051 cm3/g。图3 咖啡渣(a)和活性炭(b)的扫描电镜图
图2 咖啡渣活性炭氮气吸附/脱附等温线(a)和孔径分布图(b)由图2(a)中N2吸附/脱附曲线可知,活性炭氮气吸附量在低相对压力(P/P0≤0.01)下迅速上升,说明咖啡渣活性炭含有较多的微孔[24],在0.02≤P/P0≤0.90时,活性炭对氮气的吸附速率变缓,但对氮气的吸附量继续增大,而且吸附和脱附曲线存在明显的滞后回环,表明咖啡渣活性炭存在大量的介孔[25]。由图2(b)中孔径分布曲线可知,咖啡渣活性炭中孔孔径主要集中在2～10 nm范围内,与BET方程计算结果一致。
【参考文献】：
期刊论文
[1]磷酸活化沙柳制备活性炭工艺[J]. 张晓雪,王欣. 林业工程学报. 2016(03)
[2]咖啡渣制备活性炭工艺及其吸附性能[J]. 任杰,孙水裕,韩大健,邱伊琴,戴永康,陈楠纬,刘敬勇. 环境科学学报. 2016(11)
[3]城市污水污泥与咖啡渣的混燃特性分析[J]. 刘敬勇,陈佳聪,孙水裕,郭家宏,张耿崚,黄绍松,黄李茂,陈楠纬,任杰,刘梓铨. 环境科学学报. 2016(10)
[4]稻壳基高比表面积介孔活性炭的制备与表征[J]. 薛广钊,侯贵华,乔仁静,董鹏玉,张勤芳. 环境工程学报. 2016(01)
[5]狼毒根活性炭的制备及性能表征[J]. 陈杰,袁才登,李海朝,张丽娟,徐贵钰. 高校化学工程学报. 2015(05)
[6]1株对叔丁基邻苯二酚降解菌的筛选鉴定及响应面法优化其降解[J]. 贺强礼,刘文斌,杨海君,彭晓霞,关向杰,黄水娥. 环境科学. 2015(07)
[7]咖啡渣燃烧特性及动力学研究[J]. 陈楠纬,孙水裕,任杰,曾佳俊,刘敬勇. 环境科学学报. 2015(09)
[8]还原态氧化石墨烯对Zn（Ⅱ）的吸附动力学与热力学[J]. 黄福,张帆,王波,孙华菊. 应用化学. 2014(12)
[9]多胺功能化介孔炭对Pb（Ⅱ）的吸附动力学与机制[J]. 李坤权,王艳锦,杨美蓉,朱志强,郑正. 环境科学. 2014(08)
[10]磷酸活化法制备梧桐叶活性炭及表征[J]. 刘斌,杨继亮,马叶,顾洁,周建斌. 林产工业. 2013(06)
硕士论文
[1]改性活性炭吸附水中六价铬离子的研究[D]. 马叶.南京林业大学 2015
本文编号：3590303
【文章来源】：生物质化学工程. 2020,54(04)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
各因素对咖啡渣活性炭碘吸附值影响的三维曲面和等高线图
比表面积和孔容是衡量活性炭吸附能力强弱的主要指标[23]。一般来说,比表面积越大,孔容越大,活性炭的吸附能力越强[16]。图2为活性炭N2吸附/脱附等温线和孔径分布曲线,利用BET方程计算出活性炭的比表面积为1 006 m2/g、平均孔径为3.088 nm,利用BJH计算出总孔容为0.779 cm3/g,利用t-Plot计算出微孔孔容为0.051 cm3/g。图3 咖啡渣(a)和活性炭(b)的扫描电镜图
图2 咖啡渣活性炭氮气吸附/脱附等温线(a)和孔径分布图(b)由图2(a)中N2吸附/脱附曲线可知,活性炭氮气吸附量在低相对压力(P/P0≤0.01)下迅速上升,说明咖啡渣活性炭含有较多的微孔[24],在0.02≤P/P0≤0.90时,活性炭对氮气的吸附速率变缓,但对氮气的吸附量继续增大,而且吸附和脱附曲线存在明显的滞后回环,表明咖啡渣活性炭存在大量的介孔[25]。由图2(b)中孔径分布曲线可知,咖啡渣活性炭中孔孔径主要集中在2～10 nm范围内,与BET方程计算结果一致。
【参考文献】：
期刊论文
[1]磷酸活化沙柳制备活性炭工艺[J]. 张晓雪,王欣. 林业工程学报. 2016(03)
[2]咖啡渣制备活性炭工艺及其吸附性能[J]. 任杰,孙水裕,韩大健,邱伊琴,戴永康,陈楠纬,刘敬勇. 环境科学学报. 2016(11)
[3]城市污水污泥与咖啡渣的混燃特性分析[J]. 刘敬勇,陈佳聪,孙水裕,郭家宏,张耿崚,黄绍松,黄李茂,陈楠纬,任杰,刘梓铨. 环境科学学报. 2016(10)
[4]稻壳基高比表面积介孔活性炭的制备与表征[J]. 薛广钊,侯贵华,乔仁静,董鹏玉,张勤芳. 环境工程学报. 2016(01)
[5]狼毒根活性炭的制备及性能表征[J]. 陈杰,袁才登,李海朝,张丽娟,徐贵钰. 高校化学工程学报. 2015(05)
[6]1株对叔丁基邻苯二酚降解菌的筛选鉴定及响应面法优化其降解[J]. 贺强礼,刘文斌,杨海君,彭晓霞,关向杰,黄水娥. 环境科学. 2015(07)
[7]咖啡渣燃烧特性及动力学研究[J]. 陈楠纬,孙水裕,任杰,曾佳俊,刘敬勇. 环境科学学报. 2015(09)
[8]还原态氧化石墨烯对Zn（Ⅱ）的吸附动力学与热力学[J]. 黄福,张帆,王波,孙华菊. 应用化学. 2014(12)
[9]多胺功能化介孔炭对Pb（Ⅱ）的吸附动力学与机制[J]. 李坤权,王艳锦,杨美蓉,朱志强,郑正. 环境科学. 2014(08)
[10]磷酸活化法制备梧桐叶活性炭及表征[J]. 刘斌,杨继亮,马叶,顾洁,周建斌. 林产工业. 2013(06)
硕士论文
[1]改性活性炭吸附水中六价铬离子的研究[D]. 马叶.南京林业大学 2015
本文编号：3590303
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3590303.html
