豆渣派生微介孔碳吸附橙黃G的動力學和熱力學
發(fā)布時間：2020-12-14 23:03
以天然生物質(zhì)豆渣為前驅(qū)體,以碳酸鉀為活化劑,采用一步碳化活化法制備出豆渣派生微介孔碳（MMPC）。對其進行了表征,并研究MMPC對印染廢水中污染因子橙黃G（OG）的吸附。結(jié)果表明,MMPC為具有片狀結(jié)構(gòu)的無定型微介孔碳,比表面積和孔體積分別為1 247 m2/g和0.75 cm3/g,表面含有羥基、羧基和內(nèi)脂基等含氧官能團,可提供更多的活性吸附位點。MMPC對OG的吸附過程符合準2級動力學模型,化學吸附起主導作用;內(nèi)擴散不是控制吸附速率的唯一因素;吸附過程為單分子層吸附,符合Langmuir模型,298 K下的理論最大吸附量為1 667 mg/g,0<RL<1,說明MMPC對OG的吸附是有利吸附。ΔG0<0,ΔH0>0,ΔS0>0表明吸附是自發(fā)進行的、熵增的吸熱反應。
【文章來源】：水處理技術. 2020年08期 北大核心
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
SRC和MMPC的SEM照片
圖2為MMPC的氮氣吸附-脫附等溫線。由圖2和IUPAC分類方法可知，MMPC的吸附-脫附等溫線為典型的IV型，在低的相對壓力區(qū)（p/p0<0.1),N2的吸附量較高，表明MMPC中存在著微孔；而隨著相對壓力的增加，在p/p0>0.3時，出現(xiàn)了一個不太明顯的滯后環(huán)，說明MMPC中還存在著部分的介孔結(jié)構(gòu)[8-9]。運用DFT方法擬合出MMPC的孔徑分布，如圖3所示。由圖3可知，MMPC的大部分孔隙分布在0～5.0 nm的較窄范圍內(nèi)，表明其為典型的微介孔結(jié)構(gòu)，這與吸附-脫附等溫線的結(jié)果相吻合。由BET方法計算得出MMPC的比表面積達到1 247 m2/g，孔體積達到0.75 cm3/g。MMPC大的比表面積和微介孔結(jié)構(gòu)可以提供更多的活性吸附位點，故推測MMPC對有機染料（比如OG）的吸附有著良好的應用前景。
運用DFT方法擬合出MMPC的孔徑分布，如圖3所示。由圖3可知，MMPC的大部分孔隙分布在0～5.0 nm的較窄范圍內(nèi)，表明其為典型的微介孔結(jié)構(gòu)，這與吸附-脫附等溫線的結(jié)果相吻合。由BET方法計算得出MMPC的比表面積達到1 247 m2/g，孔體積達到0.75 cm3/g。MMPC大的比表面積和微介孔結(jié)構(gòu)可以提供更多的活性吸附位點，故推測MMPC對有機染料（比如OG）的吸附有著良好的應用前景。圖4是SRC和MMPC的拉曼光譜。由圖4可知，SRC和MMPC都有2個明顯的特征峰，在波數(shù)1 350 cm-1左右的特征峰叫作D峰，它可以說明多孔碳材料內(nèi)部的缺陷性；在波數(shù)1 586 cm-1左右的特征峰叫作G峰，它可以用來表征多孔碳材料的結(jié)晶程度。而且，D峰的強度（ID）與G峰的強度（IG）進行比較可以得到R(ID/IG）。R越大，說明多孔碳材料的無序性越高，缺陷程度越大[10]。通過計算得出SRC的R為1.13,MMPC的R為1.27。這說明MMPC的缺陷程度高于SRC，原因是K2CO3的活化造孔作用，增大了MMPC的無序性，這與SEM分析結(jié)果相一致（圖1）。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]生物質(zhì)炭在環(huán)境治理領域中的研究應用進展[J]. 趙力劍,廖黎明,盧宇翔,高澍,宿程遠. 工業(yè)用水與廢水. 2018(04)
[2]毛豆莢活性炭的制備及對亞甲基藍的吸附研究[J]. 馮勝,程萍,張志軍,余沛霖,王潤柏,劉曙光. 水處理技術. 2018(07)
[3]SiO2/還原氧化石墨烯復合材料的簡易制備及對羅丹明B的吸附[J]. 曾會會,儀桂云,邢寶林,諶倫建,張傳祥,張文鴿,李曉潔,范海洋. 化工進展. 2018(03)
[4]多孔材料Cu3（BTB）2和H2O2處理偶氮染料廢水及機理[J]. 徐言慧,尹顯洪,邱江源,黃在銀,譚春萍,胡玉平. 化工進展. 2017(12)
[5]氧化程度對氧化石墨烯吸附亞甲基藍性能的影響[J]. 王泉珺,孫紅娟,彭同江,岳煥娟. 化工學報. 2017(04)
[6]蚯蚓糞吸附水中Cu2+的動力學和熱力學分析[J]. 黃月華,彭越,楊飛. 華南師范大學學報(自然科學版). 2016(06)
[7]拉曼光譜技術在紡織領域的應用與進展[J]. 朱文梅. 輕紡工業(yè)與技術. 2014(04)
[8]X射線衍射在材料分析中的應用[J]. 張小輝. 沈陽工程學院學報(自然科學版). 2006(03)
碩士論文
[1]改性沸石去除偶氮染料廢水的試驗研究[D]. 楊耕耘.燕山大學 2016
[2]豆渣基多孔炭材料的制備及其在水處理中的應用[D]. 黃一君.西北師范大學 2015
本文編號：2917169
【文章來源】：水處理技術. 2020年08期 北大核心
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
SRC和MMPC的SEM照片
圖2為MMPC的氮氣吸附-脫附等溫線。由圖2和IUPAC分類方法可知，MMPC的吸附-脫附等溫線為典型的IV型，在低的相對壓力區(qū)（p/p0<0.1),N2的吸附量較高，表明MMPC中存在著微孔；而隨著相對壓力的增加，在p/p0>0.3時，出現(xiàn)了一個不太明顯的滯后環(huán)，說明MMPC中還存在著部分的介孔結(jié)構(gòu)[8-9]。運用DFT方法擬合出MMPC的孔徑分布，如圖3所示。由圖3可知，MMPC的大部分孔隙分布在0～5.0 nm的較窄范圍內(nèi)，表明其為典型的微介孔結(jié)構(gòu)，這與吸附-脫附等溫線的結(jié)果相吻合。由BET方法計算得出MMPC的比表面積達到1 247 m2/g，孔體積達到0.75 cm3/g。MMPC大的比表面積和微介孔結(jié)構(gòu)可以提供更多的活性吸附位點，故推測MMPC對有機染料（比如OG）的吸附有著良好的應用前景。
運用DFT方法擬合出MMPC的孔徑分布，如圖3所示。由圖3可知，MMPC的大部分孔隙分布在0～5.0 nm的較窄范圍內(nèi)，表明其為典型的微介孔結(jié)構(gòu)，這與吸附-脫附等溫線的結(jié)果相吻合。由BET方法計算得出MMPC的比表面積達到1 247 m2/g，孔體積達到0.75 cm3/g。MMPC大的比表面積和微介孔結(jié)構(gòu)可以提供更多的活性吸附位點，故推測MMPC對有機染料（比如OG）的吸附有著良好的應用前景。圖4是SRC和MMPC的拉曼光譜。由圖4可知，SRC和MMPC都有2個明顯的特征峰，在波數(shù)1 350 cm-1左右的特征峰叫作D峰，它可以說明多孔碳材料內(nèi)部的缺陷性；在波數(shù)1 586 cm-1左右的特征峰叫作G峰，它可以用來表征多孔碳材料的結(jié)晶程度。而且，D峰的強度（ID）與G峰的強度（IG）進行比較可以得到R(ID/IG）。R越大，說明多孔碳材料的無序性越高，缺陷程度越大[10]。通過計算得出SRC的R為1.13,MMPC的R為1.27。這說明MMPC的缺陷程度高于SRC，原因是K2CO3的活化造孔作用，增大了MMPC的無序性，這與SEM分析結(jié)果相一致（圖1）。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]生物質(zhì)炭在環(huán)境治理領域中的研究應用進展[J]. 趙力劍,廖黎明,盧宇翔,高澍,宿程遠. 工業(yè)用水與廢水. 2018(04)
[2]毛豆莢活性炭的制備及對亞甲基藍的吸附研究[J]. 馮勝,程萍,張志軍,余沛霖,王潤柏,劉曙光. 水處理技術. 2018(07)
[3]SiO2/還原氧化石墨烯復合材料的簡易制備及對羅丹明B的吸附[J]. 曾會會,儀桂云,邢寶林,諶倫建,張傳祥,張文鴿,李曉潔,范海洋. 化工進展. 2018(03)
[4]多孔材料Cu3（BTB）2和H2O2處理偶氮染料廢水及機理[J]. 徐言慧,尹顯洪,邱江源,黃在銀,譚春萍,胡玉平. 化工進展. 2017(12)
[5]氧化程度對氧化石墨烯吸附亞甲基藍性能的影響[J]. 王泉珺,孫紅娟,彭同江,岳煥娟. 化工學報. 2017(04)
[6]蚯蚓糞吸附水中Cu2+的動力學和熱力學分析[J]. 黃月華,彭越,楊飛. 華南師范大學學報(自然科學版). 2016(06)
[7]拉曼光譜技術在紡織領域的應用與進展[J]. 朱文梅. 輕紡工業(yè)與技術. 2014(04)
[8]X射線衍射在材料分析中的應用[J]. 張小輝. 沈陽工程學院學報(自然科學版). 2006(03)
碩士論文
[1]改性沸石去除偶氮染料廢水的試驗研究[D]. 楊耕耘.燕山大學 2016
[2]豆渣基多孔炭材料的制備及其在水處理中的應用[D]. 黃一君.西北師范大學 2015
本文編號：2917169
本文鏈接：http://www.lk138.cn/shengtaihuanjingbaohulunwen/2917169.html
最近更新
教材專著
