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活性炭在兒茶酚中的吸附量

來源：韓研活性炭網(wǎng) 作者：韓研活性炭網(wǎng) 2017-06-29

　　通過化學(xué)和熱處理在H 2流中改性活性炭，以評估活性炭化學(xué)特性對兒茶酚吸附的影響。研究了水溶液中的鄰苯二酚吸附以及pH溶液在改性活性炭吸附過程中的作用以及活性炭浸入焓在兒茶酚水溶液中的變化。相互作用固溶體的特征在于吸附等溫線分析，在298K和pH7,9和11下，以評價(jià)高于和低于兒茶酚pK a的吸附值。當(dāng)溶液pH降低時(shí)，活性炭的吸附能力增加。保留量在減少的碳到最大吸附pH值稍微增加，并且氧化的碳減少。從沉淀焓得到類似的結(jié)論，其值隨著溶質(zhì)量的保持而增加。在粒狀活性炭，所得到的浸漬焓21.5和45.7之間·J·克-1在1500毫克·L的范圍20的兒茶酚水溶液-1。

　　兒茶酚或鄰苯二酚被用作??攝影，皮革染色，作為聚合抑制劑的制革廠，化學(xué)中間體以及許多工業(yè)中作為抗氧化劑的防腐課題。它也用于實(shí)驗(yàn)室中用于檢測和測定許多離子。兒茶酚經(jīng)常污染幾個(gè)行業(yè)產(chǎn)生的廢水，如：化學(xué)，橡膠，染料，攝影，制藥，化妝品和石油工業(yè)。兒茶酚比酚的毒性更大，因?yàn)樗趧┝康椭?0微克引發(fā)在功能的變化·L -1相比250微克·L -1苯酚。

　　酚類化合物吸附可能是碳材料液相中最受關(guān)注的應(yīng)用之一。由于吸附能力較早，從活性炭水溶液中提取的化合物取決于各種因素，其中一些取決于作為多孔網(wǎng)絡(luò)的固體性質(zhì)和溶液中的化學(xué)表面等作為pH效應(yīng)，溶解溶質(zhì)數(shù)量，其他可能的吸附物質(zhì)的存在，除了離子力和相同的形態(tài)。活性炭在不同溶液中的浸入焓的測定提供了在該方法中所涉及的能量的直接測量，其不僅與液體可用的表面積有關(guān)，而且與固體表面的特定相互作用有關(guān)和浸漬液，使作為表征相互作用固液[熱力學(xué)性質(zhì)的焓值的評價(jià)。

　　由于吸附能力被pH溶液改變，因此產(chǎn)生弱酸溶質(zhì)物質(zhì)的變化，對于使用的活性炭，預(yù)計(jì)有以下幾種：一種是原始的，一種是氧化的，一種被還原; 等溫線和浸入式焓允許表征pH在吸附能力中的影響。同時(shí)，表面基團(tuán)的含量改變了表面的電化學(xué)行為和與有機(jī)電解質(zhì)的相互作用，這將隨著所??提出的測定將新觀察。因此，本研究旨在確定在鄰苯二酚吸附過程中涉及的一些變量對水溶液中活性炭的影響，pH效應(yīng)與還原和氧化對活性炭表面對吸附能力的影響以及研究活性炭的浸漬焓變化。

　　顆粒活性炭的改性

　　氫氣氛熱處理(樣品CAR)：將約20g粒狀活性炭用氫氣置于還原體系上。溫度升至393K; 該組變?yōu)檎婵占s10 -4 mmHg。接下來，引入氫。在這些條件下，烤箱逐漸升溫至573 K，持續(xù)6天。最后將活性炭儲存在氮?dú)鈿夥罩小?/P>

　　用硝酸處理(樣品CAO)：在溶液沸騰的溫度下，將6克粒狀活性炭與硝酸溶液在溶液沸騰的條件下放置在溶液沸騰溫度下，溶液沸騰的溶液中加入7mol·L -1的硝酸溶液9小時(shí)，使用60mL酸每克活性炭。然后將樣品用蒸餾水洗滌直到獲得恒定的pH值，然后將活性炭在383K下干燥24小時(shí)。最后將樣品儲存在氮?dú)夥障碌拿荛]容器中。

　　溶液pH對浸漬焓的影響

　　鄰苯二酚初始濃度為100mg·L -1的溶液中活性炭CAG和CAO的浸入焓與pH之間的關(guān)系，在pH9時(shí)的浸入焓值比在pH7下更高，差異是由于在固體表面和存在于溶液中的物質(zhì)產(chǎn)生的能量相互作用的，因?yàn)樵谶@些pH條件下未解離的物質(zhì)占主導(dǎo)地位。然而，有形成O形hidroxy酚一元的存在，使分散的靜電吸引作用的干預(yù)和修改的吸附量，在這種情況下的能量互動(dòng)多。。

　　化學(xué)表面對浸漬焓的影響

　　浸泡焓也通過在pH7下通過還原和氧化處理修飾的活性炭進(jìn)行測定，初始濃度為1500 mg·L -1，對應(yīng)于本工作中使用的最大濃度，其值最高的浸入焓。在圖中可以觀察到在兒茶酚分子和碳表面之間產(chǎn)生的CAR中的能量相互作用的小的增加; 一個(gè)效果基本上歸因于表面化學(xué)，并表明可能的吸附位點(diǎn)的性質(zhì)。

　　結(jié)果表明，進(jìn)行的氧化和還原處理不表現(xiàn)出活性炭質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)特征的有價(jià)值的變化，但它們在表面電化學(xué)性能方面也是如此。兒茶酚吸附量取決于pH值溶液，當(dāng)pH從7增加到11時(shí)，吸附等溫線降低，并且獲得CAG中pH 7的最大吸附。對活性炭表面的化學(xué)氧化和還原改性稍微增加CAR中的吸附能力，并減少CAO。浸入焓值隨著吸附量的增加而增加; 例如，鄰苯二酚的浸入焓增加，保留量為21.5?45.7J·g -1。基于吸附量和溶液的初始濃度，浸入焓的變化與吸附等溫線中發(fā)生的相似。因此可以得出結(jié)論，相互作用的強(qiáng)度隨液相組成的變化而變化。

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