Блог

Oct 16, 2023

Синтез активированного угля в сочетании с египетским черным песком для повышения эффективности адсорбции по отношению к красителю метиленовому синему.

Scientific Reports Volume 13, Номер статьи: 4209 (2023) Цитировать эту статью 1349 Доступов 1 Цитирование Метрики Подробности В настоящем исследовании сообщается о возможности синтеза нового пористого материала.

Том 13 научных докладов, Номер статьи: 4209 (2023) Цитировать эту статью

1349 Доступов

1 Цитаты

Подробности о метриках

В настоящем исследовании сообщается о возможности синтеза нового пористого композитного адсорбента, приготовленного из активированного угля оливкового камня (ОС400) и минеральных вкраплений граната (ГА) (называемого ОСМГ). Этот композит (ОСМГ) был применен из-за его способности адсорбировать макромолекулярный органический краситель. Структурные характеристики композита оценивались с использованием различных методов, таких как Брунауэра-Эммета-Теллера (БЭТ), сканирующая электронная микроскопия, оснащенная энергодисперсионной рентгеновской спектроскопией (SEM-EDX), рентгеновская дифракция (XRD) и инфракрасное преобразование Фурье. спектрометр (Фурье-ИК). Удельная поверхность граната (GA), (OS400) и (OSMG) составила 5,157 мг⋅г-1, 1489,598 мг⋅г-1 и 546,392 мг⋅г-1 соответственно. Удельная поверхность нового композита (ОСМГ) была повышена для улучшения адсорбции метиленового синего (МБ). Эксперименты проводились при различных условиях, включая время контакта, начальную концентрацию красителя, дозировку адсорбента, pH и температуру. Данные этих экспериментов были проанализированы с использованием нескольких моделей адсорбции, включая Ленгмюра, Фрейндлиха, Темкина и Дубинина-Радушкевича (ДР). Результаты показали, что адсорбция лучше всего соответствует модели Фрейндлиха и что процесс адсорбции подчиняется кинетическому механизму псевдовторого порядка. Кроме того, термодинамический анализ показал, что адсорбция МБ на адсорбентах граната (ГА) является эндотермической, тогда как сорбция на (ОС400) и (ОСМГ) является экзотермическим и несамопроизвольным процессом. Композит ОСМГ может использоваться не менее пяти циклов без существенной потери адсорбционных характеристик и легко отделяется от воды после обработки.

Антропогенная деятельность и рост численности населения часто связаны со степенью присутствия загрязняющих веществ в экосистеме1. Даже минимальное количество выбросов красителей в воду может нанести вред водной жизни, уменьшить пропускание света и отрицательно повлиять на фотосинтез2. Во всем мире доступны отчеты о более чем 100 000 коммерческих красителях3.

Сегодня каждый имеет практически неограниченный доступ к цвету, и в год создается более миллиона тонн1,4. Одним из распространенных красителей, используемых в этих отраслях, является метиленовый синий, который растворим в воде и может быть вредным при проглатывании, вдыхании или контакте с кожей5,6. Воздействие метиленового синего может вызвать раздражение глаз, метгемоглобинемию, вызвать цианоз, судороги, тахикардию, одышку, раздражение кожи, а при проглатывании вызвать тошноту, рвоту, диарею и ряд других симптомов7. Его присутствие в сточных водах широко распространено (хорошо заметно при небольших количествах красителей < 1 ppm)6.

Производство токсичных красителей в некоторых отраслях промышленности может привести к значительному загрязнению окружающей среды, особенно в виде сточных вод8. Существует множество традиционных технологий и стратегий, которые используются для удаления этих красителей из сточных вод, включая ионный обмен, мембранную технологию, физико-химические методы, фотохимические и фотокаталитические процессы, усовершенствованное окисление и биологические методы9,10.

Производство токсичных красителей в некоторых отраслях промышленности может привести к значительному загрязнению окружающей среды, особенно в виде сточных вод. Существует множество традиционных технологий и стратегий, которые используются для удаления этих красителей из сточных вод, включая ионный обмен, мембранную технологию, физико-химические методы, фотохимические и фотокаталитические процессы, усовершенствованное окисление и биологические методы.

Адсорбция является широко используемой и эффективной стратегией удаления загрязняющих веществ из загрязненных сточных вод11,12. К преимуществам адсорбции относятся высокая эффективность удаления, простота, удобство применения и способность работать с высококонцентрированными растворами13,14. В процессе адсорбции используются различные адсорбирующие материалы, включая глинистые минералы, наноматериалы, сельскохозяйственные отходы и биологическую биомассу15,16. . Кроме того, исследователи использовали ряд специфических адсорбентов, таких как биоуголь, биоуголь из рисовой шелухи, биоуголь из рисовой шелухи, наполненный наночастицами ZnO, композит биоуголь-MgO, нанокомпозит Fe3O4 / клиноптилолит и композитный адсорбент из слоистого двойного гидроксида Zn / Al и биоугля из багассы для обработки. сточных вод10.