Улучшенная адсорбция метиленового синего из водной среды озоном.

Aug 04, 2023

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 12431 (2023) Цитировать эту статью

289 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

В этом исследовании опилки биоуголь-O3-ТЕТА (SDBT), новый биоуголь, были приготовлены путем обработки 80% серной кислотой с последующим окислением озоном и последующей обработкой кипящим триэтилентетрамином (ТЭТА). Характеристические исследования приготовленного адсорбента SDBT были проведены с помощью анализов SEM-EDX, BET, XRD, BJH, FT-IR, DTA и TGA. Исследована эффективность адсорбции красителя МБ биоуглем SDBT из воды. Абсорбция красителя метиленового синего (MB) была наиболее эффективной, когда pH раствора составлял 12. Максимальный процент удаления красителя MB составлял 99,75% при использовании начальной концентрации красителя MB 20 мг/л и дозы SDBT 2,0 г/л. Qm СДБТ составил 568,16 мг/г. Фактические результаты были адаптированы к изотермическим моделям Темкина (TIM), Фрейндлиха (FIM) и Ленгмюра (LIM). Экспериментальные результаты для SDBT хорошо согласуются со всеми тремя моделями. Уравнения функции ошибок использовались для проверки результатов, полученных на основе этих моделей изотерм, которые показали, что экспериментальные результаты лучше соответствуют TIM и FIM. Были исследованы кинетические данные, и псевдовторой порядок (PSOM) имел R2> 0,99 и в основном отвечал за управление скоростью поглощения. Механизм удаления ионов красителя МБ в базовой среде (рН 12) может быть реализован за счет физического взаимодействия за счет электростатического взаимодействия поверхности СДБТ с положительным зарядом красителя МБ. Результаты показывают, что SDBT эффективно удаляет краситель MB из водной среды и может использоваться постоянно, не теряя эффективности поглощения.

Наш мир развивается в новых перспективах с ростом населения и технологическим прогрессом. В текущий период резко возросло потребление воды. Сохранение водных ресурсов для обеспечения будущей водной безопасности сейчас важнее, чем когда-либо. Бытовые хозяйства, промышленность и сельское хозяйство производят большое количество сточных вод, содержащих различные загрязняющие вещества. К химическим соединениям, которые оказывают тяжелое бремя на экосистему, можно отнести тяжелые металлы1,2,3,4,5, лекарства6,7, пестициды8,9,10, углеводороды11,12 и красители13,14,15,16,17. Красители являются одной из наиболее критических категорий загрязнений18. Синтетические красители являются наиболее часто используемым типом красителей в текстильной, кожевенной и многих других отраслях19. Поскольку эти красители токсичны, не поддаются биологическому разложению и канцерогенны, они представляют серьезную угрозу для окружающей среды и здоровья населения20,21. Среднее количество необработанных красителей, попадающих в водоемы, составляет около (0,7–2,0) × 105 тонн в год22. Азокрасители используются слишком часто, поскольку они имеют широкий спектр цветов и являются наиболее совместимыми среди всех синтетических красителей, создавая канцерогенные вещества18.

К основным методам очистки стоков красочных заводов в промышленности можно отнести электрохимическую очистку23, химическое окисление24, биологическую очистку25, фотодеградацию26,27,28,29, коагуляцию/флокуляцию30, глубокое окисление31,32,33,34 и адсорбционную очистку15. ,16,17,19,35. Однако большинство методов имеют недостатки, такие как возможность частичного удаления стойких и небиоразлагаемых красителей, неэкономичность и образование нежелательных побочных продуктов. Однако среди методов, используемых при очистке сточных вод красителей, адсорбция имеет гораздо больше преимуществ, чем другие методы, благодаря простоте конструкции, доступности и простоте использования36. Однако ученые продолжают исследования по разработке как эффективных, так и более дешевых адсорбирующих материалов, поскольку производство и переработка активированного угля, который является наиболее широко используемым методом адсорбции, является дорогостоящим процессом3,37,38,39. Таким образом, биоуголь, полученный из отходов и большой массы, также предотвращает растрату ресурсов. В литературе биоуголь получают путем газификации или пиролиза различной биомассы в среде инертного газа, например аргона или азота, при температуре выше 350 °С40. Биоуголь имеет больше функциональных групп, несмотря на меньшую площадь поверхности и емкость пор, чем активированный уголь41,42.