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活性炭吸附去除水中腐殖质的研究
发布时间：2021-11-09
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活性炭吸附去除水中腐殖质的研究
在自然水域，腐殖质通常存在作为水生植物和动物的天然有机成分。腐殖质是微生物和化学氧化产生的，是植物和动物细胞中的碳水化合物被分解成较小的单位。因此，腐殖质也可能是脂肪族和芳香族单元与官能团的混合物，这些官能团包括羧基，酯，醇，醚，酮，苯酚，胺，酰胺，吡啶和吡咯。在供水系统中，腐殖质的存在会降低了水处理的效率。本次研究了腐殖质在三种不同吸附剂上的吸附情况，并应用了吸附等温线。研究的三种吸附剂包括颗粒状活性炭，β形式的羟基氧化铁(β-FeOOH)和铁包被的活性氧化铝(AAFS)。并对吸附剂的理化特性进行了研究。
废水中不同类型的腐殖质会改变化学和物理特性，因此，它们与不同类型的吸附剂相反地相互作用。关于吸附剂的孔隙率，活性炭主要是微孔的，具有非常大的表面积。β-FeOOH的情况尚不清楚，因为不同的方法给出的结果不同。但是，铁化合物上有可能存在微孔。与活性炭相比，可用于AAFS和β-FeOOH的吸附面积小。但是，被吸附物的大小可能使其无法穿透微孔，因此限制了对活性炭的吸附，但是活性炭的孔隙率是可控的所以能解决这方面问题。
FTIR是研究吸附剂表面的官能团与被吸附物之间相互作用的一项重要技术。图1显示了活性炭，AAFS和β-FeOOH的FTIR光谱。可以注意到，所有光谱活性炭，AAFS和β-FeOOH)均显示2350至2310 cm -1之间的谱带，这是由于大气中二氧化碳的吸附所致。对于活性炭，此频段为频段(b)。在3430 cm -1处的带(a)是由于OH拉伸引起的，并且发现醇基团的CO拉伸在1160和1000 cm -1之间(带(e))。带(c)中在1550厘米-1来源于双键C=C芳环和从C=O和COO拉伸-伸展。C–O拉伸的吸收和OH变形约为1450 cm -1(带(d))。由于分子内和分子间键合，空间效应和共轭程度等因素，很可能出现带移。这使得很难在频谱的那些区域内准确分配每个小频带，这就是为什么仅从区域吸收中识别出整体结构的原因。
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