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活性炭吸附去除水中腐殖質的研究

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活性炭吸附去除水中腐殖質的研究
發布時間:2021-11-09       瀏覽次數:
活性炭吸附去除水中腐殖質的研究

在自然水域,腐殖質通常存在作為水生植物和動物的天然有機成分。腐殖質是微生物和化學氧化產生的,是植物和動物細胞中的碳水化合物被分解成較小的單位。因此,腐殖質也可能是脂肪族和芳香族單元與官能團的混合物,這些官能團包括羧基,酯,醇,醚,酮,苯酚,胺,酰胺,吡啶和吡咯。在供水系統中,腐殖質的存在會降低了水處理的效率。本次研究了腐殖質在三種不同吸附劑上的吸附情況,并應用了吸附等溫線。研究的三種吸附劑包括顆粒狀活性炭,β形式的羥基氧化鐵(β-FeOOH)和鐵包被的活性氧化鋁(AAFS)。并對吸附劑的理化特性進行了研究。

廢水中不同類型的腐殖質會改變化學和物理特性,因此,它們與不同類型的吸附劑相反地相互作用。關于吸附劑的孔隙率,活性炭主要是微孔的,具有非常大的表面積。β-FeOOH的情況尚不清楚,因為不同的方法給出的結果不同。但是,鐵化合物上有可能存在微孔。與活性炭相比,可用于AAFS和β-FeOOH的吸附面積小。但是,被吸附物的大小可能使其無法穿透微孔,因此限制了對活性炭的吸附,但是活性炭的孔隙率是可控的所以能解決這方面問題。

FTIR是研究吸附劑表面的官能團與被吸附物之間相互作用的一項重要技術。圖1顯示了活性炭,AAFS和β-FeOOH的FTIR光譜。可以注意到,所有光譜活性炭,AAFS和β-FeOOH)均顯示2350至2310 cm -1之間的譜帶,這是由于大氣中二氧化碳的吸附所致。對于活性炭,此頻段為頻段(b)。在3430 cm -1處的帶(a)是由于OH拉伸引起的,并且發現醇基團的CO拉伸在1160和1000 cm -1之間(帶(e))。帶(c)中在1550厘米-1來源于雙鍵C=C芳環和從C=O和COO拉伸-伸展。C–O拉伸的吸收和OH變形約為1450 cm -1(帶(d))。由于分子內和分子間鍵合,空間效應和共軛程度等因素,很可能出現帶移。這使得很難在頻譜的那些區域內準確分配每個小頻帶,這就是為什么僅從區域吸收中識別出整體結構的原因。

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