FeCl_(3)改性活性炭的制备、表征与吸附性能研究

为了探寻高效去除染料废水污染物的适宜吸附剂,以污水处理厂污泥和槟榔秸秆为原料,制备出活性炭(AC),并通过负载FeCl_(3),得到FeCl_(3)-活性炭(FAC),通过扫描电镜、比表面分析仪、红外光谱仪及X-射线光电子能谱仪对所得2种活性炭的物理化学特性进行表征。结果表明,铁离子成功地附载于AC上,且使FAC较AC的孔隙结构和比表面积均有一定程度的增加。当pH值处于4.0~10.0时,FAC较AC对亚甲基蓝的吸附能力更强。两活性炭的吸附等温线均符合Langmuir模型,其中FAC和AC的最大吸附量分别为133.33和341.30 mg·g^(−1)。此外,两活性炭的吸附动力学模型均符合二级动力学模型;通过热力学参数的求解可知,两活性炭对水中染料(亚甲基蓝)的吸附过程是吸热的、自发的、可行的。

FeCl_(3)活化的麦秸活性炭对水中硝酸根的去除

为获得硝酸根吸附能力高的麦秸活性炭,用FeCl_(3)溶液作为活化剂,制得负载铁氧化物的麦秸活性炭,并利用响应面回归分析方法优化制备条件。结果表明:炭化温度527℃、FeCl_(3)添加质量比92.5%为最佳制备条件,制备的麦秸活性炭(FAC)吸附能力高于同温度下未添加FeCl_(3)的麦秸生物炭(WBC)。FAC中铁元素含量、BET比表面积和孔体积都大于WBC,其对N2的吸附等温线类型介于Ⅱ型与Ⅳ型之间。FAC孔隙中包含大量的缝形孔,且负载多种铁氧化物成分,饱和磁化强度为4.12 emu·g^(-1),具有良好的磁响应性。FAC的Langmuir氮最大吸附量为14.68 mg·g^(-1)(以NO_(3)^(-)计为65.01 mg·g^(-1)),吸附量随溶液pH值的升高而降低。溶液中硝酸根的去除率随FAC量的增加可达90%左右,吸附过程符合准二级动力学模型。FAC可用于水体中硝酸根离子的吸附去除,且水体中应用磁选方式分离方便。该研究可为农业废弃物秸秆的综合利用及水体中硝酸根的去除提供理论基础。

三氯化铁改性活性炭(Fe^(3+)-AC)对Cr(Ⅵ)的吸附研究

工业化发展导致废水中含有大量重金属离子,去除重金属离子成为水质净化的研究热点。以活性炭(AC)为主体吸附剂,进行三氯化铁改性,制备出三氯化铁改性活性炭吸附剂(Fe^(3+)-AC),通过X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)对其结构进行表征。结果表明:三氯化铁已成功改性活性炭,改性后吸附剂Fe^(3+)-AC孔径较AC有所增大,更有利于离子吸附。进一步探究Fe^(3+)-AC对Cr(Ⅵ)的吸附能力,吸附时间为300min,吸附剂投加量为0.2g,pH为6时,吸附效果最好,在此条件下,Fe^(3+)-AC对Cr(Ⅵ)的去除率接近90%,为后续循环吸附研究奠定基础。

氯化铁改性椰壳活性炭去除2,4-二氯苯酚的吸附性能研究

以椰壳活性炭为原料,进行氯化铁改性,探究其对2,4-二氯苯酚吸附性能影响的研究。通过静态吸附实验得到了最佳改性条件,使得对2,4-二氯苯酚吸附性能进一步得到提升,并结合实际水体酸碱性探究,对模拟废水实验进行了pH探究,进一步优化了材料对实际水体的适用性。研究表明,氯化铁浓度为0.8 mol/L、改性时间为24 h条件下改性得到的炭材料(BC-F)吸附性能最佳,吸附剂的最佳使用量应为0.04 g,吸附过程应在弱酸或碱性环境中进行,在实际水体中实用性较好;且该吸附过程符合准一级动力学和Freundlich等温吸附方程,以化学吸附为主。