活性炭從水(shui)中去除苯胺

　　活性炭從(cong)水(shui)中(zhong)去(qu)除(chu)苯(ben)胺(an)。根據本研究(jiu)，我們使用(yong)活性(xing)(xing)炭(tan)和氧化(hua)鐵磁(ci)性(xing)(xing)納(na)米粒子(zi)作為(wei)去(qu)除(chu)苯(ben)胺(an)的(de)(de)吸(xi)附劑。通過(guo)幾種方法來測試(shi)活性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)特(te)性(xing)(xing)。同時，研究(jiu)了不(bu)同的(de)(de)參數，如pH，接(jie)觸時間、活性(xing)(xing)炭(tan)劑量、苯(ben)胺(an)初(chu)始濃度(du)和溶(rong)(rong)液溫度(du)的(de)(de)影(ying)響，*終(zhong)得出結(jie)論，我們合(he)成的(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)氧化(hua)鐵磁(ci)納(na)米離子(zi)可(ke)以很(hen)好地吸(xi)附水(shui)中(zhong)的(de)(de)苯(ben)胺(an)，也具有快速(su)分離溶(rong)(rong)液的(de)(de)優(you)點，可(ke)用(yong)作吸(xi)附劑，有效(xiao)去(qu)除(chu)水(shui)和廢水(shui)中(zhong)的(de)(de)苯(ben)胺(an)等污(wu)染物。

　　隨著工業(ye)(ye)的(de)(de)(de)快速(su)增長，特別是有(you)機化合(he)物(wu)對水(shui)資源和環境的(de)(de)(de)影響，環境污染更加(jia)嚴(yan)重(zhong)。苯(ben)(ben)胺(an)有(you)芳(fang)環和NH 2鍵芳(fang)環的(de)(de)(de)簡單物(wu)質。它是石化和農業(ye)(ye)化學(xue)品中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)工業(ye)(ye)原(yuan)料，苯(ben)(ben)胺(an)是造紙、紡織、橡(xiang)膠、塑料、染料等(deng)生產行業(ye)(ye)的(de)(de)(de)副產品。只需將3.苯(ben)(ben)胺(an)溶(rong)解(jie)(jie)在水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)，會(hui)造成水(shui)污染，即(ji)使濃度低，也會(hui)對水(shui)生生物(wu)和人(ren)體造成危害，難以降解(jie)(jie)。要使苯(ben)(ben)胺(an)使用(yong)先進(jin)、快速(su)、有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)技術來(lai)使苯(ben)(ben)胺(an)從水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)完全排(pai)出。去(qu)除苯(ben)(ben)胺(an)*常見的(de)(de)(de)方法有(you)臭氧氧化、活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)吸附等(deng)。在生物(wu)降解(jie)(jie)和電解(jie)(jie)等(deng)分解(jie)(jie)過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)，高(gao)成本是限制因(yin)素。由(you)于活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)能(neng)以吸附和回收，穩定的(de)(de)(de)碳元(yuan)素不(bu)會(hui)與污染物(wu)結合(he)形成其(qi)他危險物(wu)質，因(yin)此選擇活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)而(er)不(bu)是其(qi)他技術去(qu)除污染物(wu)。

　　由于(yu)其結(jie)構和高(gao)表面積，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)是(shi)有效(xiao)去除水中有機(ji)污染(ran)物(wu)（特別是(shi)硬生物(wu)可降(jiang)(jiang)解(jie)(jie)污染(ran)物(wu)）的合適(shi)選擇。但由于(yu)過(guo)濾(lv)、分(fen)散、渾濁、成本(ben)降(jiang)(jiang)低(di)等問題(ti)，活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)在(zai)大(da)型(xing)工(gong)程中的使(shi)用(yong)將受到限制。因(yin)此，為(wei)了(le)更經濟地使(shi)用(yong)活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)，必須(xu)解(jie)(jie)決活(huo)性(xing)炭(tan)(tan)吸附飽和后的分(fen)離(li)問題(ti)。根據研(yan)究人員的說法(fa)，磁(ci)分(fen)離(li)方法(fa)可以通(tong)過(guo)低(di)成本(ben)、簡單、快速、高(gao)效(xiao)的分(fen)離(li)來解(jie)(jie)決分(fen)離(li)問題(ti)。

　　制備活性炭氧化鐵磁納米粒

　　活(huo)性(xing)炭(tan)氧化鐵(tie)(tie)磁(ci)性(xing)納米(mi)顆(ke)(ke)粒(li)采用(yong)化學共沉淀法制備(bei)。氧化鐵(tie)(tie)納米(mi)顆(ke)(ke)粒(li)采用(yong)特殊技術合成(cheng)，與活(huo)性(xing)炭(tan)結(jie)合。首(shou)先，在(zai)(zai)硝酸鹽中浸泡一定量的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)，80℃浸泡3小時。然(ran)后(hou)在(zai)(zai)室溫(wen)下過濾和干(gan)燥(zao)活(huo)性(xing)炭(tan)。然(ran)后(hou)將(jiang)(jiang)(jiang)活(huo)性(xing)炭(tan)浸泡在(zai)(zai)含(han)有氧化鐵(tie)(tie)的(de)水溶液中80°C在(zai)(zai)下超(chao)聲振動中放置1小時。然(ran)后(hou)過濾活(huo)性(xing)炭(tan)105℃的(de)烘箱中脫(tuo)水1小時。將(jiang)(jiang)(jiang)活(huo)性(xing)炭(tan)在(zai)(zai)750℃在(zai)(zai)氮氣下加熱3小時，形成(cheng)活(huo)性(xing)炭(tan)氧化鐵(tie)(tie)磁(ci)納米(mi)顆(ke)(ke)粒(li)。*后(hou)，將(jiang)(jiang)(jiang)合成(cheng)的(de)活(huo)性(xing)炭(tan)用(yong)去離子水洗滌(di)四次，然(ran)后(hou)在(zai)(zai)105℃干(gan)燥(zao)并儲(chu)存(cun)在(zai)(zai)干(gan)燥(zao)器中備(bei)用(yong)。

　　活性炭樣品試驗

　　圖顯(xian)示(shi)通過SEM，TEM，X射線衍射和BET合成活(huo)(huo)性(xing)炭的物(wu)理和形態(tai)性(xing)質。各種(zhong)pH活(huo)(huo)性(xing)炭對苯(ben)胺(an)(an)吸(xi)(xi)附效率的影響=圖4顯(xian)示(shi)納(na)米離子在4小時內的接觸(chu)時間(a)中(zhong)。圖4顯(xian)示(shi)，隨著pH從2到6，吸(xi)(xi)附效率更高pH增加(jia)然后減少。*大苯(ben)胺(an)(an)吸(xi)(xi)附能力為(wei)38.21mg/g，去(qu)除率為(wei)76.4%，pH=6.*低吸(xi)(xi)附苯(ben)胺(an)(an)量為(wei)34.1mg/g，去(qu)除率為(wei)68.3%，pH=2。圖4(b)接觸(chu)時間為(wei)pH在*合適的情況下(50-300mg/升)吸(xi)(xi)附活(huo)(huo)性(xing)炭不同濃度苯(ben)胺(an)(an)的影響。圖5和圖6顯(xian)示(shi)了不同溫(wen)度對苯(ben)胺(an)(an)吸(xi)(xi)附過程的影響pH活(huo)(huo)性(xing)炭劑量活(huo)(huo)性(xing)炭劑量和各種(zhong)苯(ben)胺(an)(an)濃度(50-300 mg/L)。

　　活(huo)性炭氧(yang)化鐵光譜。

　　SEM(a和b)和TEM(c)，活性炭(tan)圖像。

　　活性炭(tan)氮吸附(fu)/解吸等溫線(a)，活性炭(tan)顆(ke)粒的孔徑分布(b)。

　　pH值(a)在(zai)濃(nong)度=50 mg/L和接(jie)觸(chu)時間(b)對濃(nong)度=50-300 mg/L苯胺吸附在(zai)活性炭上(shang)，W=1 g/L T=20℃。

　　各種苯胺濃度對活性炭吸附的(de)影響：pH=6，t=300min，濃度 = 50-300mg/L，W=0.5-2g/L和T=20℃。

　　各種溫度(du)對活性炭吸(xi)附苯胺的(de)影響：pH=6，t=300 min，濃度(du)=50-300 mg/L，W=2 g/L，T=20-50°C。

　　活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)氧化鐵磁性(xing)納米(mi)粒子(zi)與(yu)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)和(he)氧化鐵納米(mi)粒子(zi)相結(jie)合(he)，用于(yu)(yu)從水環(huan)境中去除(chu)苯(ben)(ben)胺(an)。結(jie)果(guo)表(biao)明，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)對苯(ben)(ben)胺(an)的(de)吸(xi)(xi)附(fu)效果(guo)接(jie)近中性(xing)pH隨(sui)(sui)著接(jie)觸時(shi)間和(he)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)用量的(de)增加，值較好(hao)，但隨(sui)(sui)著初始苯(ben)(ben)胺(an)濃度(du)(du)和(he)溫度(du)(du)的(de)升高而降低。熱(re)研究還表(biao)明，吸(xi)(xi)附(fu)苯(ben)(ben)胺(an)在(zai)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)上一直是自(zi)發熱(re)和(he)放熱(re)的(de)。本研究表(biao)明，活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)氧化鐵納米(mi)離(li)子(zi)具有孔隙率適當(dang)、表(biao)面積好(hao)、吸(xi)(xi)附(fu)能力好(hao)等特(te)點，除(chu)了易于(yu)(yu)分離(li)和(he)提取(qu)溶液(ye)外(wai)。該活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)可作為去除(chu)大多數污染(ran)物(wu)，特(te)別是水環(huan)境中有機(ji)污染(ran)物(wu)的(de)有效高效吸(xi)(xi)附(fu)劑。