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活性炭吸附弱电解质和非电解质
文章作者:ca88亚州城 更新时间:2020-9-29 15:56:27

  活性炭吸附弱电解质和非电解质

  弱电解质和非电解质的吸附,我们使用了四种不同活性炭来进行研究。分别为平常使用的活性炭和三款不同活化程度的椰壳或者木质制成的活性炭。尽管有大量有关弱芳族电解质在活性炭上吸附的参考材料,但由于表面不均一性,在充分理解这些碳的表面化学方面还存在一些空白。为了在工业中对活性炭作为污染控制介质的研究,因此继续进行液相吸附的测试。

  活性炭吸附弱电解质和非电解质的实验方法

  本次使用的四种活性炭(28x60目)中,一种是常用的煤质活性炭,而另一种则是从一系列经各种蒸汽活化的椰壳或者木炭中制成的。使用前,所有样品均用沸腾的蒸馏水充分回流以除去水溶性物质,并在70°C真空干燥。所有吸附物均为试剂级,并溶于蒸馏水。

  通过在塞好的锥形瓶中向100 ml等分的电解质水溶液(浓度范围为0至0.20 M)中添加0.5 g活性炭,并在室温下在摇床上摇晃悬浮液48小时,来研究吸附。初步实验表明,他的时间间隔足够使他保持平衡。然后将碳过滤并通过适当的分析技术测量残留的溶质浓度。

  活性炭中不同极性基团的作用

  活性炭通常是根据一些标准化测试(例如,亚甲基蓝,碘,糖蜜的颜色吸附等)中一项或多项的性能进行分级的。事实上,在这些测试之一中,活性炭的性能与其在某些稍微不同的应用领域中的性能之间并不一定具有很好的相关性。不同基团的作用

  (a)吸附取代的乙酸。为了研究将-Cl,-OH和-NH代入CHsCOOH的效果,研究了水溶液中乙酸,一氯乙酸,乙醇酸和氨基乙酸的吸附。从它们各自的吸附等温线观察到的所有四种活性炭的吸附容量随活化程度的变化而变化。

  图1:取代的乙酸吸附等温线。

  等温线的比较表明,吸附通常以CICH,COOH>CHsCOOH>OHCH,COOH>NH,CHsCOOH的顺序降低。图1通过取代乙酸在碳原子上的吸附等温线显示了这一点。

  (b)吸附取代的芳族化合物:为了比较取代在苯环中的作用,研究了水介质中苯酚,苯甲酸,水杨酸和苯胺的吸附。由它们各自的吸附等温线评估的活性炭的吸附容量通常由碳的表面积确定,并且每单位表面积计算的等温线相当接近。

  溶剂极性对活性炭吸附性能的影响

  通过测量水,氯仿和苯中溶液对乙酸,一氯乙酸,苯甲酸,苯酚,苯胺和水杨酸的吸附,研究了溶剂极性的影响。活性炭的结果如图2所示。-Cl在乙酸分子中的吸附总是增加,但是在有取代苯的情况下,吸附顺序是

  水溶液中的酸,苯酚>苯甲酸>水杨酸。苯和氯仿溶液中的酸,苯酚>水杨酸>苯甲酸。可以看出,苯甲酸比水杨酸在水溶液中的吸附效果更好。在非极性苯介质中时以及中等极性的氯仿中等,顺序恰好相反。些发现与结论相一致,即亲水性更高的溶质会从疏水性更高的介质中更强地吸附,反之亦然。与单个吸附物有关的数据比较表明,三种介质的吸附顺序为HZ0>GH>CHG。来自氯仿的稍低的吸附可能与次级力有关,例如表面张力和溶解度的降低。

  图2:溶剂极性对活性炭吸附容量的影响

  活性炭吸附弱电解质和非电解质在液相吸附中,具有相似极性的物质之间相互亲和性的一般规则特别重要,因此可以预期,非极性物质在活性炭(非极性吸附剂)上的吸附性能将优于极性物质。出于同样的原因,溶剂的竞争性吸附越少,其极性越明显,而在活性炭上吸附的有利条件是非极性溶质从极性溶剂(如水等)中的吸附。

文章标签:椰壳活性炭,果壳活性炭,煤质活性炭,木质活性炭,蜂窝活性炭,净水活性炭.

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