活性炭去除污水中的4-氯酚
活性炭去除污水中的4-氯酚，由于其各种工业应用，氯酚和其他酚基化合物已经代表了一些最危险和持久的有机污染物。由于显而易见的原因，从污染区域和水源中去除氯酚和前体酚重要。除去它们的很多方法已经被研究，其中包括与微生物生物处理和酶,和经由使用有机膨润土吸附、沸石、飞灰、和活性炭。另外，各种催化方法已经被使用，例如那些涉及光催化降解和电化学氧化。
由于活性炭具有高比表面积和*的化学性质，包括表面官能团的极性和性质，因此已被证明是许多类型的无机和有机化合物的非常有效的吸附剂。这些碳的表面化学性质和被吸附物的化学特性，如极性，离子性质，官能团和溶解度，决定了吸附机理的性质以及吸附的程度和强度。而且，活性炭的多孔结构由相互连接的大孔，中孔和微孔的网络组成，这为有机分子的吸附提供了良好的能力。因此，预期各种机制和力量，例如离子交换，共价键合，范德华力，h结合，偶偶极相互作用。虽然有很多优点，但是活性炭的生产和再生是非常昂贵的，更高的等级意味着更高的成本。在试图找到替代，更经济，技术许多研究者已经探索了使用其它吸附剂，都有不同程度的成功。可替代地从廉价和丰富的原料制得的活性炭被证明是合理的，非常有效的。来自农业来源的活性炭(通常是农业废物)可以通过物理活化(包括初级碳化(低于700℃)，然后在高温下(高达1100℃)的氧化气体的作用下的受控气化)前体与限制焦油形成的化学物质(例如硝酸，磷酸，过氧化氢等)混合的活化)。捏合后，将前体碳化并洗涤以产生最终的活性炭。掺入到前体颗粒内部的化学物质与热分解产物反应，减少挥发物的析出并抑制颗粒的收缩。这增加了前体向碳的转化并产生具有大的内部孔隙度的碳。热处理后，通过充分洗涤除去化学品。
下面我们来做活性炭去除污水中的4-氯酚的测试，首先我们制备五种不同的活性炭分别进行测试。
ph对2：1活性炭吸附苯酚的影响
大部分关于活性炭吸附芳香族化合物的研究并不能*解释这些化合物被吸附的机理。这归因于许多变量参与吸附过程，例如芳香族化合物的溶解度，官能团在吸附剂上的电离状态，静电相互作用，分散和化学相互作用以及两者的固有性质溶质和吸附剂。在ph5.5-10.5的范围内研究2：1活性炭上4-氯酚的吸附，结果如图1所示。按照材料和方法部分前面概述的程序，发现2：1 活性炭的零电荷点(ph pzc)为7.2。图1显示活性炭上4-氯酚的吸收在ph 5.5时达到值，随着溶液ph值的增加而降低。4-氯酚摄取的减少在ph> 7.5时更显着。这是由于4-氯酚电离对溶液ph的依赖性和中孔碳的零电荷点以及4-氯酚和活性炭之间的静电和分散相互作用。
液ph还通过其pka控制电解质的分解或离子化。因此，酸性电解质将在ph> pka下解离。因此，溶液的ph值控制着对吸附过程的吸附和吸附 - 吸附的静电相互作用，这对吸附过程具有深远的影响。因此，取代苯酚在活性炭上的吸附取决于溶液的ph值。“对于4-氯酚，随着ph值的增加，氯酚盐离解物种的pka为9.43的4-氯酚的相对量增加。在ph 5.5时，4-氯酚摄取是的，因为4-氯酚没有解离，并且分散相互作用占优势。但是，在碱性ph下，特别是在ph> phpzc时。
在2：1活性炭上4-氯酚吸附的动力学
在ph下用2：1活性炭的100ppm4-氯酚溶液研究在制备的活性炭上4-氯酚的吸附动力学; 即 5.5，并且在不同的温度下。4-氯酚吸收随时间变化的结果如图2所示。
从图中可以明显看出2：1活性炭上4-氯酚的吸收很快; 超过85%的摄取发生在头40分钟。40分钟后吸附过程平稳，变得更慢，接近平衡。在这两个吸收阶段之间，发现吸附速率几乎是恒定的。这可以从以下事实来解释：在个40分钟内，有大量的空缺表面可用于吸附。因此，吸收迅速增加。在40分钟之后，由于固体相和本体相上的溶质分子之间的排斥力，剩余的空位表面位置被立体地和静电地阻碍。所以，进展缓慢。
活性炭已经被证明对所研究的污染物即4-氯苯酚是有效的吸附剂。发现制备的活性炭上的吸附过程与ph有关; 它通过增加ph值而降低。对所制备的活性炭的动力学研究表明，elovich方程可以合适地描述制备的活性炭的吸附动力学过程，其遵循伪二级动力学，涉及膜，孔隙和表面扩散以及孔隙上的吸附表面。平衡研究表明，langmuir等温线模型地描述了在制备的活性炭上4-氯酚的吸附。所确定的热力学性质，表明4-氯酚在制备的活性炭上的吸附过程的自发和吸热性质。
关键词：活性炭 吸附剂
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由于活性炭具有高比表面积和*的化学性质，包括表面官能团的极性和性质，因此已被证明是许多类型的无机和有机化合物的非常有效的吸附剂。这些碳的表面化学性质和被吸附物的化学特性，如极性，离子性质，官能团和溶解度，决定了吸附机理的性质以及吸附的程度和强度。而且，活性炭的多孔结构由相互连接的大孔，中孔和微孔的网络组成，这为有机分子的吸附提供了良好的能力。因此，预期各种机制和力量，例如离子交换，共价键合，范德华力，h结合，偶偶极相互作用。虽然有很多优点，但是活性炭的生产和再生是非常昂贵的，更高的等级意味着更高的成本。在试图找到替代，更经济，技术许多研究者已经探索了使用其它吸附剂，都有不同程度的成功。可替代地从廉价和丰富的原料制得的活性炭被证明是合理的，非常有效的。来自农业来源的活性炭(通常是农业废物)可以通过物理活化(包括初级碳化(低于700℃)，然后在高温下(高达1100℃)的氧化气体的作用下的受控气化)前体与限制焦油形成的化学物质(例如硝酸，磷酸，过氧化氢等)混合的活化)。捏合后，将前体碳化并洗涤以产生最终的活性炭。掺入到前体颗粒内部的化学物质与热分解产物反应，减少挥发物的析出并抑制颗粒的收缩。这增加了前体向碳的转化并产生具有大的内部孔隙度的碳。热处理后，通过充分洗涤除去化学品。
下面我们来做活性炭去除污水中的4-氯酚的测试，首先我们制备五种不同的活性炭分别进行测试。
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大部分关于活性炭吸附芳香族化合物的研究并不能*解释这些化合物被吸附的机理。这归因于许多变量参与吸附过程，例如芳香族化合物的溶解度，官能团在吸附剂上的电离状态，静电相互作用，分散和化学相互作用以及两者的固有性质溶质和吸附剂。在ph5.5-10.5的范围内研究2：1活性炭上4-氯酚的吸附，结果如图1所示。按照材料和方法部分前面概述的程序，发现2：1 活性炭的零电荷点(ph pzc)为7.2。图1显示活性炭上4-氯酚的吸收在ph 5.5时达到值，随着溶液ph值的增加而降低。4-氯酚摄取的减少在ph> 7.5时更显着。这是由于4-氯酚电离对溶液ph的依赖性和中孔碳的零电荷点以及4-氯酚和活性炭之间的静电和分散相互作用。
液ph还通过其pka控制电解质的分解或离子化。因此，酸性电解质将在ph> pka下解离。因此，溶液的ph值控制着对吸附过程的吸附和吸附 - 吸附的静电相互作用，这对吸附过程具有深远的影响。因此，取代苯酚在活性炭上的吸附取决于溶液的ph值。“对于4-氯酚，随着ph值的增加，氯酚盐离解物种的pka为9.43的4-氯酚的相对量增加。在ph 5.5时，4-氯酚摄取是的，因为4-氯酚没有解离，并且分散相互作用占优势。但是，在碱性ph下，特别是在ph> phpzc时。
在2：1活性炭上4-氯酚吸附的动力学
在ph下用2：1活性炭的100ppm4-氯酚溶液研究在制备的活性炭上4-氯酚的吸附动力学; 即 5.5，并且在不同的温度下。4-氯酚吸收随时间变化的结果如图2所示。
从图中可以明显看出2：1活性炭上4-氯酚的吸收很快; 超过85%的摄取发生在头40分钟。40分钟后吸附过程平稳，变得更慢，接近平衡。在这两个吸收阶段之间，发现吸附速率几乎是恒定的。这可以从以下事实来解释：在个40分钟内，有大量的空缺表面可用于吸附。因此，吸收迅速增加。在40分钟之后，由于固体相和本体相上的溶质分子之间的排斥力，剩余的空位表面位置被立体地和静电地阻碍。所以，进展缓慢。
活性炭已经被证明对所研究的污染物即4-氯苯酚是有效的吸附剂。发现制备的活性炭上的吸附过程与ph有关; 它通过增加ph值而降低。对所制备的活性炭的动力学研究表明，elovich方程可以合适地描述制备的活性炭的吸附动力学过程，其遵循伪二级动力学，涉及膜，孔隙和表面扩散以及孔隙上的吸附表面。平衡研究表明，langmuir等温线模型地描述了在制备的活性炭上4-氯酚的吸附。所确定的热力学性质，表明4-氯酚在制备的活性炭上的吸附过程的自发和吸热性质。
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