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活性炭吸附异噻唑酮
文章编辑:优德88官方网站网络部 更新时间:2018-6-7 14:48:46

  活性炭吸附异噻唑酮,这期主要先容使用活性炭来吸附反渗透膜中的杀菌剂,而异噻唑酮已被广泛用作非氧化性杀菌剂以防止反渗透膜的生物污染,这次使用活性炭吸附四种不同成分的杀菌剂来测试吸附效果,发现有机物和异噻唑酮之间存在竞争活性炭的吸附位点,影响吸附效率。

  杀菌剂已被广泛用于保护材料免受由微生物引起的生物侵蚀。异噻唑酮类化合物是自20世纪70年代以来工业生产的一类杀生物剂,广泛用于化妆品,纺织品和建筑产品。异噻唑酮在湿天气和干燥天气条件下从建筑产品中释放,之后它们可以进入土壤,地表或地下水,阻碍着自然环境中的微生物生长。活性炭材料已被广泛用作从饮用水和废水中去除污染物的吸附剂。已经有很多关于吸附平衡,吸附动力学和活化方法的研究来评估活性炭的吸附过程。与五氟苯酚的活性炭相比,活性炭也显示出更高的吸附容量和速率常数。对于一些碳纳米管,吸附亲和力与疏水性关系不大,但按非极性脂肪族<非极性芳族化合物<硝基芳族化合物的顺序增加。已经研究了许多化合物的特定吸附机理,特别是有机物,并且在活性炭材料上吸附期间发生静电和非静电相互作用之间复杂的相互作用。然而,还没有研究从实际反渗透膜浓缩物中研究活性炭对异噻唑酮杀菌剂的吸附过程。

  在本研究中,研究了不同的异噻唑酮杀生物剂在活性炭上的吸附过程,模拟研究了不同异噻唑酮吸附等温线。此外,还研究了pH值对异噻唑酮吸附的影响,并使用实际的纺织品反渗透膜浓缩物来估计在各种工程实践中对异噻唑酮杀生物剂吸附量的影响。测试方法:采用吸附实验使用分批实验进行。为了测量动力学,将含有异噻唑酮杀菌剂的20mL等分试样水溶液置于30mL小瓶中,并在100rpm和298±1K的恒温培养摇床中用100mg·L-1活性炭稀释从5g·L-1储备液中。活性炭剂量是基于实际应用的成本考虑确定的。对特定量的吸附溶液进行采样并通过0.22μm过滤器过滤以在预定时间进行分析。吸附等温线实验保持搅拌48小时,此时几乎达到吸附平衡。

  零电荷确定点

  使用批次平衡法测量活性炭的零电荷点。简言之,将活性炭样品(0.2g)在100mL锥形瓶中用50mL的0.01mol·L-1NaCl在不同的pH值下振荡48小时,这足以实现吸附平衡。使用NaOH和HCl调节初始pH值,并在吸附后测量最终pH值。初始pH和最终pH相同的点就是零电荷点。

  活性炭吸附速率与异噻唑酮的去除

  初始异噻唑酮浓度为15-35mg·L-1时进行吸附动力学实验。图1显示了随着时间的推移活性炭上的异噻唑酮吸附。不同异噻唑酮的去除百分比在前20分钟内变化,之后它们稳定,表明正在接近平衡状态。活性炭通常快速达到平衡,而吡虫啉和DOC的吸附在最初30分钟内达到平衡。异噻唑酮的去除顺序为:OIT(85%)>BIT(62%)>CMIT(44%)>MIT(17%),对应的吸附量为OIT(243mg·L-1)>BIT(212mg·L-1)>CMIT(77mg·L-1)>MIT(45mg·L-1)。

  图1.吸附时间对去除异噻唑酮(a)和吸附量(b)在活性炭剂量为100mg·L-1时在温度25℃的影响。

  图2显示了根据它的pKa在不同pH条件下BIT的状态。BIT的状态是(b)在pH2-6,这是非离子和疏水的,导致高吸附。当pH为7-12时,BIT保持负电荷,这意味着它与水具有紧密的亲和性并且被活性炭吸附不良。当pH<4时,OIT已经收取官能团,这影响了吸附。在pH>pH pzc时,带负电的氧官能团也阻碍OIT在活性炭上的吸附。官能团也影响活性炭的吸附。

  图2.pH对BIT充电状态分数的影响。

  异噻唑酮在纺织品反渗透浓缩液中稀释,TOC为29mg·L-1,与在超纯水实验中使用的杀菌剂浓度相同,以进一步评估在实际应用中使用活性炭用于异噻唑酮吸附的可行性。OIT两种溶液之间的吸附量没有实质性变化(图3a),表明反渗透浓缩液中的有机物占据了少量与OIT结合的疏水性吸附位点。

  在这项研究中,研究了不同种类的异噻唑酮。结果表明活性炭对异噻唑酮的吸附是一种去除含有异噻唑酮杀菌剂的可行且有效的方法。发现容易吸附性和亲水性是影响活性炭吸附的主要因素。pH可以影响活性炭吸附异噻唑酮,主要是因为异噻唑酮的形式在不同的pH值下变化。进一步的研究主要集中在吸附亲水性污染物的活性炭材料的表面改性以及高效的再生过程中,用于活性炭吸附这类杀菌剂。

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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