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活性炭从水溶液中吸附铈
文章编辑:优德88官方网站网络部 更新时间:2017-8-31 15:16:56

  活性炭从水溶液中吸附铈,近年来对这些元素及其化合物的需求增加的稀土元素的分离和升级是重要的。该元素的最重要用途包括核反应堆的控制器,放射性药物的生产,石化催化剂的建设,彩色玻璃,铝和钢铁工业,激光工业,吸取红外波长的玻璃,精炼原油,超导体和超级磁体的生产,芯片和电脑硬盘,彩色灯泡等。由于它们非常相似的物理和化学性质,镧系元素的提取和分离被认为是挑战。因此,有必要提供一种使选择分离简便的方法。溶剂萃取和离子交换是镧系元素提取和回收的最重要的方法。不过最近的活性炭吸附解吸能很好的分离元素。

活性炭从水溶液中吸附铈

  这次讲解使用由磷酸活化的活性炭从含有氧化铈的合成溶液中的吸附。SEM和FTIR技术用于检测活性炭的结构和形态特征。用最高吸附条件获得的最佳条件包括接触时间= 500分钟,pH = 4,温度= 35℃,铈浓度= 300ppm,吸附剂用量= 0.02克。铈的最高吸附量由4.13mg / g决定。研究了铈的吸附动力学和平衡行为。表明吸附过程遵循伪一阶动力学模型和朗缪尔等温线模型。该研究结果表明,由磷酸活化的活性炭是从水溶液中吸附铈的相对有效的吸附剂。

  作为吸附剂的活性炭具有高吸附能力和低价格,在液相或气相吸附过程中有许多用途。使用两种物理和化学活化方法可以生产活性炭。活化的目的是在活性炭的原料中产生高自由的碳和多孔结构。在这项研究中,原料被用作化学活化法,被认为是生产活性炭的单阶段方法。因此,将原料与活化剂的浓缩溶液混合,然后将干燥的混合物在烘箱中在惰性气氛中加热。

  活性炭吸附实验在分批系统中进行,用于测定pH,平衡时间,最适温度,活性炭剂量,稀土元素的吸附能力,动力学和等温线模型的测定。在反应时间的研究中,容器的内容物在200rpm的混合速度下,在温度控制的振荡器上包含一定量的活性炭和30ml浓度。感应耦合等离子体(ICP)装置用于测量溶液中的剩余元素,并确定了铈在每个实验中的吸附。反应后,通过计算初始浓度和最终浓度之间的差异来确定吸附量。

  活性炭混合溶液pH值的影响

  活性炭混合溶液pH是生物吸附过程控制的重要因素,影响水解反应过程中溶液中金属的特性,络合和还原金属回收。pH值能够影响分析状态和结合位置。此外,该因子能够通过有机和无机配体的水解和络合形式影响所需的金属溶液。在本研究中,水溶液的pH值在1和7之间。如图2所示,活性炭吸附铈的最高吸附量由pH = 4确定。

溶液pH对活性炭对铈吸附的影响

  活性炭用量的影响

  吸附剂的浓度对吸附剂用量有很大的影响,因为增加生物吸附剂的浓度通常会降低吸附剂用量,这可能是由于几个因素的复杂性能造成的。在高浓度的活性炭中,没有足够的活性炭完全覆盖溶液,吸附能力通常导致活性炭的低负载。由于高浓度的生物吸附剂引起的结合位置之间的干扰将降低负载能力。图3显示活性炭用量对铈吸附的影响。

吸附剂用量对活性炭吸附铈影响

  金属初始浓度的影响

  研究了铈的生物吸附作为金属浓度在50至300mg / L范围内的函数。随着金属离子的初始浓度的增加,吸附到活性炭上的铈的量增加。对于铈的元素,当离子浓度增加时,金属离子的平衡负荷显着增加,而在较高浓度下常常会饱和(图4)。

铈离子初始浓度对活性炭吸附铈的影响

  该研究结果表明,由磷酸活化的活性炭是从水溶液中吸附铈的相对有效的吸附剂。吸附过程遵循伪一阶动力学模型和朗缪尔等温线模型。活性炭对铈的最高吸附量由4.13mg / g和pH = 4决定。活性炭量随温度升高超过35℃而增加。此外,活性炭剂量与增加初始浓度和接触时间有直接的关系。

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