豆渣派生微介孔碳吸附橙黄G的动力学和热力学
发布时间：2020-12-14 23:03
以天然生物质豆渣为前驱体,以碳酸钾为活化剂,采用一步碳化活化法制备出豆渣派生微介孔碳（MMPC）。对其进行了表征,并研究MMPC对印染废水中污染因子橙黄G（OG）的吸附。结果表明,MMPC为具有片状结构的无定型微介孔碳,比表面积和孔体积分别为1 247 m2/g和0.75 cm3/g,表面含有羟基、羧基和内脂基等含氧官能团,可提供更多的活性吸附位点。MMPC对OG的吸附过程符合准2级动力学模型,化学吸附起主导作用;内扩散不是控制吸附速率的唯一因素;吸附过程为单分子层吸附,符合Langmuir模型,298 K下的理论最大吸附量为1 667 mg/g,0<RL<1,说明MMPC对OG的吸附是有利吸附。ΔG0<0,ΔH0>0,ΔS0>0表明吸附是自发进行的、熵增的吸热反应。
【文章来源】：水处理技术. 2020年08期 北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
SRC和MMPC的SEM照片
图2为MMPC的氮气吸附-脱附等温线。由图2和IUPAC分类方法可知，MMPC的吸附-脱附等温线为典型的IV型，在低的相对压力区（p/p0<0.1),N2的吸附量较高，表明MMPC中存在着微孔；而随着相对压力的增加，在p/p0>0.3时，出现了一个不太明显的滞后环，说明MMPC中还存在着部分的介孔结构[8-9]。运用DFT方法拟合出MMPC的孔径分布，如图3所示。由图3可知，MMPC的大部分孔隙分布在0～5.0 nm的较窄范围内，表明其为典型的微介孔结构，这与吸附-脱附等温线的结果相吻合。由BET方法计算得出MMPC的比表面积达到1 247 m2/g，孔体积达到0.75 cm3/g。MMPC大的比表面积和微介孔结构可以提供更多的活性吸附位点，故推测MMPC对有机染料（比如OG）的吸附有着良好的应用前景。
运用DFT方法拟合出MMPC的孔径分布，如图3所示。由图3可知，MMPC的大部分孔隙分布在0～5.0 nm的较窄范围内，表明其为典型的微介孔结构，这与吸附-脱附等温线的结果相吻合。由BET方法计算得出MMPC的比表面积达到1 247 m2/g，孔体积达到0.75 cm3/g。MMPC大的比表面积和微介孔结构可以提供更多的活性吸附位点，故推测MMPC对有机染料（比如OG）的吸附有着良好的应用前景。图4是SRC和MMPC的拉曼光谱。由图4可知，SRC和MMPC都有2个明显的特征峰，在波数1 350 cm-1左右的特征峰叫作D峰，它可以说明多孔碳材料内部的缺陷性；在波数1 586 cm-1左右的特征峰叫作G峰，它可以用来表征多孔碳材料的结晶程度。而且，D峰的强度（ID）与G峰的强度（IG）进行比较可以得到R(ID/IG）。R越大，说明多孔碳材料的无序性越高，缺陷程度越大[10]。通过计算得出SRC的R为1.13,MMPC的R为1.27。这说明MMPC的缺陷程度高于SRC，原因是K2CO3的活化造孔作用，增大了MMPC的无序性，这与SEM分析结果相一致（图1）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质炭在环境治理领域中的研究应用进展[J]. 赵力剑,廖黎明,卢宇翔,高澍,宿程远. 工业用水与废水. 2018(04)
[2]毛豆荚活性炭的制备及对亚甲基蓝的吸附研究[J]. 冯胜,程萍,张志军,余沛霖,王润柏,刘曙光. 水处理技术. 2018(07)
[3]SiO2/还原氧化石墨烯复合材料的简易制备及对罗丹明B的吸附[J]. 曾会会,仪桂云,邢宝林,谌伦建,张传祥,张文鸽,李晓洁,范海洋. 化工进展. 2018(03)
[4]多孔材料Cu3（BTB）2和H2O2处理偶氮染料废水及机理[J]. 徐言慧,尹显洪,邱江源,黄在银,谭春萍,胡玉平. 化工进展. 2017(12)
[5]氧化程度对氧化石墨烯吸附亚甲基蓝性能的影响[J]. 王泉珺,孙红娟,彭同江,岳焕娟. 化工学报. 2017(04)
[6]蚯蚓粪吸附水中Cu2+的动力学和热力学分析[J]. 黄月华,彭越,杨飞. 华南师范大学学报(自然科学版). 2016(06)
[7]拉曼光谱技术在纺织领域的应用与进展[J]. 朱文梅. 轻纺工业与技术. 2014(04)
[8]X射线衍射在材料分析中的应用[J]. 张小辉. 沈阳工程学院学报(自然科学版). 2006(03)
硕士论文
[1]改性沸石去除偶氮染料废水的试验研究[D]. 杨耕耘.燕山大学 2016
[2]豆渣基多孔炭材料的制备及其在水处理中的应用[D]. 黄一君.西北师范大学 2015
本文编号：2917169
【文章来源】：水处理技术. 2020年08期 北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
SRC和MMPC的SEM照片
图2为MMPC的氮气吸附-脱附等温线。由图2和IUPAC分类方法可知，MMPC的吸附-脱附等温线为典型的IV型，在低的相对压力区（p/p0<0.1),N2的吸附量较高，表明MMPC中存在着微孔；而随着相对压力的增加，在p/p0>0.3时，出现了一个不太明显的滞后环，说明MMPC中还存在着部分的介孔结构[8-9]。运用DFT方法拟合出MMPC的孔径分布，如图3所示。由图3可知，MMPC的大部分孔隙分布在0～5.0 nm的较窄范围内，表明其为典型的微介孔结构，这与吸附-脱附等温线的结果相吻合。由BET方法计算得出MMPC的比表面积达到1 247 m2/g，孔体积达到0.75 cm3/g。MMPC大的比表面积和微介孔结构可以提供更多的活性吸附位点，故推测MMPC对有机染料（比如OG）的吸附有着良好的应用前景。
运用DFT方法拟合出MMPC的孔径分布，如图3所示。由图3可知，MMPC的大部分孔隙分布在0～5.0 nm的较窄范围内，表明其为典型的微介孔结构，这与吸附-脱附等温线的结果相吻合。由BET方法计算得出MMPC的比表面积达到1 247 m2/g，孔体积达到0.75 cm3/g。MMPC大的比表面积和微介孔结构可以提供更多的活性吸附位点，故推测MMPC对有机染料（比如OG）的吸附有着良好的应用前景。图4是SRC和MMPC的拉曼光谱。由图4可知，SRC和MMPC都有2个明显的特征峰，在波数1 350 cm-1左右的特征峰叫作D峰，它可以说明多孔碳材料内部的缺陷性；在波数1 586 cm-1左右的特征峰叫作G峰，它可以用来表征多孔碳材料的结晶程度。而且，D峰的强度（ID）与G峰的强度（IG）进行比较可以得到R(ID/IG）。R越大，说明多孔碳材料的无序性越高，缺陷程度越大[10]。通过计算得出SRC的R为1.13,MMPC的R为1.27。这说明MMPC的缺陷程度高于SRC，原因是K2CO3的活化造孔作用，增大了MMPC的无序性，这与SEM分析结果相一致（图1）。
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质炭在环境治理领域中的研究应用进展[J]. 赵力剑,廖黎明,卢宇翔,高澍,宿程远. 工业用水与废水. 2018(04)
[2]毛豆荚活性炭的制备及对亚甲基蓝的吸附研究[J]. 冯胜,程萍,张志军,余沛霖,王润柏,刘曙光. 水处理技术. 2018(07)
[3]SiO2/还原氧化石墨烯复合材料的简易制备及对罗丹明B的吸附[J]. 曾会会,仪桂云,邢宝林,谌伦建,张传祥,张文鸽,李晓洁,范海洋. 化工进展. 2018(03)
[4]多孔材料Cu3（BTB）2和H2O2处理偶氮染料废水及机理[J]. 徐言慧,尹显洪,邱江源,黄在银,谭春萍,胡玉平. 化工进展. 2017(12)
[5]氧化程度对氧化石墨烯吸附亚甲基蓝性能的影响[J]. 王泉珺,孙红娟,彭同江,岳焕娟. 化工学报. 2017(04)
[6]蚯蚓粪吸附水中Cu2+的动力学和热力学分析[J]. 黄月华,彭越,杨飞. 华南师范大学学报(自然科学版). 2016(06)
[7]拉曼光谱技术在纺织领域的应用与进展[J]. 朱文梅. 轻纺工业与技术. 2014(04)
[8]X射线衍射在材料分析中的应用[J]. 张小辉. 沈阳工程学院学报(自然科学版). 2006(03)
硕士论文
[1]改性沸石去除偶氮染料废水的试验研究[D]. 杨耕耘.燕山大学 2016
[2]豆渣基多孔炭材料的制备及其在水处理中的应用[D]. 黄一君.西北师范大学 2015
本文编号：2917169
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