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Defluoridation废水的天然膨润土在批量反应堆…gydF4y2Ba

*通信:gydF4y2Ba

Assaoui JgydF4y2Ba科学学院,gydF4y2Ba生物材料gydF4y2Ba和gydF4y2Ba电化学gydF4y2Ba团队实验室Choua�b Doukkali大学El Jadida摩洛哥、gydF4y2Ba电话:gydF4y2Ba+ 212 0523342325;gydF4y2Ba传真:gydF4y2Ba212 0523342187;gydF4y2Ba电子邮件:gydF4y2Ba (电子邮件保护)gydF4y2Ba

文摘gydF4y2Ba

天然膨润土的吸附势粘土(NBC)追究废水defluoridation使用批处理吸附实验。矿物学和物理化学特性的吸附剂是由x射线衍射(XRD)、x光荧光光谱仪,gydF4y2Ba能源gydF4y2Ba色散x射线扫描电子显微镜(SEM-EDX),选择比表面积(SSAN2BET)和傅里叶变换红外分析gydF4y2Ba光谱法gydF4y2Ba(红外光谱)。联系时间等操作参数的影响,初始氟浓度、吸附剂剂量和初始pH值的解决方案进行评估以批处理程序在室温(25±2LD乐动体育官网°C)。批处理吸附实验的结果证明了30分钟的接触时间还不足以达到平衡。LD乐动体育官网最大的废水defluoridation(52.2%)获得了在酸性条件下为5毫克(pH = 2)和L 1和2 g L - 1的初始氟浓度和吸附剂剂量,分别。动力学研究表明,氟吸附安装pseudo-second-order。氟的吸附等温式吸附在NBC表明指出最大吸附容量是4.4毫克g1。批量吸附数据更好的被弗伦德里希确认与异构多分子层吸附活性中心的能量分布和吸附分子之间的相互作用。本文的独创性在于引入氟吸附过程中可能发生的机制。SEM-EDX和红外光谱表征技术被发现是有用的为实现这一目的。结果表明,离子交换可能是主要的氟吸附的过程,伴随着氟化物与金属离子的相互作用形成Metal-F复合物gydF4y2Ba

关键字gydF4y2Ba

Defluoridation;gydF4y2Ba浪费gydF4y2Ba水;天然膨润土;批处理的研究;吸附gydF4y2Ba

介绍gydF4y2Ba

氟离子的存在(FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba})在水中被公认为世界范围的一个主要环境问题[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba),已成为一个严重的问题由于其慢性人类致癌行为(gydF4y2Ba2gydF4y2Ba]。地面和地表水的污染gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}主要是由于自然过程和人为活动。自然,释放FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}在地下水资源发生通过岩石含有有害污染物的浸出与F补充gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}(gydF4y2Ba3gydF4y2Ba,gydF4y2Ba4gydF4y2Ba]。Anthropogenically,工业废水为FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}水平在水生系统(gydF4y2Ba5gydF4y2Ba,gydF4y2Ba6gydF4y2Ba]。许多行业(如铝制造业、玻璃和陶瓷生产,gydF4y2Ba半导体gydF4y2Ba制造、肥料、…)使用化合物含FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}浸出和清洗过程,高FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}废水浓度,从十到数千毫克LgydF4y2Ba^1gydF4y2Ba比较自然水域(gydF4y2Ba7gydF4y2Ba],严重威胁人类gydF4y2Ba健康gydF4y2Ba(gydF4y2Ba8gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba10gydF4y2Ba]。地下水可以被认为是一个重要的饮用水来源(gydF4y2Ba11gydF4y2Ba]。工业废水的排放含FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}进入地表水会导致地下水污染(gydF4y2Ba12gydF4y2Ba]。因此,后者的消费可以被视为人类接触的主要路径(gydF4y2Ba13gydF4y2Ba,gydF4y2Ba14gydF4y2Ba]。高FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}饮用水的浓度可能导致牙齿或骨骼疾病(gydF4y2Ba15gydF4y2Ba,gydF4y2Ba16gydF4y2Ba),即,骨质疏松症、关节炎和gydF4y2Ba癌症gydF4y2Ba(gydF4y2Ba3gydF4y2Ba,gydF4y2Ba17gydF4y2Ba]。世界gydF4y2Ba健康gydF4y2Ba组织分类FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba},水供人类食用的污染物之一。根据这一专门机构,最大可接受的FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}饮用水中浓度不得超过1.5毫克gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba(gydF4y2Ba18gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba]。因为F的高毒性gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba},包含如污染物的工业废水严格管制。不同的技术对废水进行了调查defluoridation征服F的有害影响gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}对环境和人类健康。Defluoridation可以通过物理化学和生物方法(gydF4y2Ba21gydF4y2Ba]。大部分的物理化学方法是基于electrocoagulation-flotation [gydF4y2Ba22gydF4y2Ba,gydF4y2Ba23gydF4y2Ba),膜分离过程(反渗透、纳滤、电渗析…)gydF4y2Ba24gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba26gydF4y2Ba)、流化床沉淀(gydF4y2Ba27gydF4y2Ba),离子交换(gydF4y2Ba26gydF4y2Ba,gydF4y2Ba28gydF4y2Ba[],电化学方法gydF4y2Ba26gydF4y2Ba)和吸附技术(gydF4y2Ba29日gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba32gydF4y2Ba]。吸附被认为是最广泛使用的方法之一,废水defluoridation [gydF4y2Ba33gydF4y2Ba]。它已经被证明是一个健壮的和一个有效的工业废水处理技术gydF4y2Ba34gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba36gydF4y2Ba]。几个吸附剂FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}删除已被描述在文学,如活性炭来自不同gydF4y2Ba生物质gydF4y2Ba资源(gydF4y2Ba37gydF4y2Ba)、天然沸石(gydF4y2Ba38gydF4y2Ba和活性氧化铝gydF4y2Ba39gydF4y2Ba),但研究才能发现替代吸附剂,如粘土和粘土矿物,大量存在于自然,可再生能源和环境可持续的(gydF4y2Ba40gydF4y2Ba]。蒙脱石(蒙脱石)gydF4y2Ba41gydF4y2Ba),蜿蜒的矿物质(gydF4y2Ba42gydF4y2Ba,gydF4y2Ba43gydF4y2Ba],高岭石[gydF4y2Ba44gydF4y2Ba]和palygorskite-sepiolite [gydF4y2Ba45gydF4y2Ba)的许多类粘土存在的本质已被用于废水defluoridation。矿物结构上的负电荷吸附能力的起源(gydF4y2Ba46gydF4y2Ba]。粘土的吸附性能也来自他们的高表面积和孔隙度(gydF4y2Ba47gydF4y2Ba]。有些粘土具有比表面积大、化学和机械稳定性、分层结构、阳离子交换容量高,使一些矿物粘土作为一种优良的吸附剂材料(gydF4y2Ba48gydF4y2Ba]。最近,越来越有兴趣利用粘土矿物膨润土等(gydF4y2Ba49gydF4y2Ba,gydF4y2Ba50gydF4y2Ba),一种天然的粘土矿物主要由蒙脱石和石英。它正在成为一个替代昂贵的材料作为吸附剂的使用,因为它的可用性、成本相对较低、高吸附容量(gydF4y2Ba51gydF4y2Ba]。这里的工作报告处理调查的使用本地可用的膨润土来自摩洛哥北部。NBC样本测试在自然状态废水defluoridation提高自然F吸附效率通过优化接触时间等操作参数,初始F浓度、吸附剂剂量和pH值的解决方案。LD乐动体育官网基质的特性(NBC) defluoridation从来没有检查在我们的知识。为此,物理化学和矿物学特征进行了探索可能的机制可能参与了FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}吸附过程。gydF4y2Ba

实验gydF4y2Ba

材料gydF4y2Ba

从摩洛哥北部NBC样本收集。本研究中使用的所有化学品的分析试剂级。氟化钠(氟化钠)、盐酸(HCl)、烧碱(氢氧化钠)和TISAB三世从默克公司购买。gydF4y2Ba

物理化学和矿物学特征gydF4y2Ba

在一方面,NBC为特征来确定其矿物学和物理化学性质,另一方面探讨氟吸附过程的机制。NBC的一个精确的结构和成分特征是由X射线衍射(XRD (X 'Pert PRO PANALATYCAL)和X射线荧光光谱仪,OXFORDMDX 1000。比表面积是由打赌用氮吸附法(SSAN2BET) (FLOWSORB二世2300年,微粒学)。gydF4y2Ba能源gydF4y2Ba色散x射线在扫描电子显微镜(SEM-EDX)被用来观察原始的形态特征和NBC defluoridation后(样品)和用于确定这些后者的点元素分析。为了确认官能团,出现在原始和使用NBC,傅里叶变换红外(FTIR力量顶点70)4厘米的一项决议gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba在乐队从400年到4000厘米范围发生了变化gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba在红外光谱谱仪记录。gydF4y2Ba

氟化制备和分析解决方案gydF4y2Ba

氟化钠(氟化钠)吸附实验期间使用F的来源gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}。一个gydF4y2Ba股票gydF4y2Ba解决100毫克LgydF4y2Ba^1gydF4y2BaFgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}是由溶解的氟化钠221毫克1000毫升的去离子水。实验方案对各种实验然后由适当的稀释gydF4y2Ba股票gydF4y2Ba解决方案。FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}浓度的电位测量方法(gydF4y2Ba52gydF4y2Ba]fluoride-specific离子电极(WTW F800氟化物组合电极)连接到一个数字离子分析仪(WTW InoLab pH /离子7320)。使用总离子强度调节缓冲III (TISAB III)是维持离子强度的pH值常数decomplex Metal-F复合物在样本期间测量(gydF4y2Ba52gydF4y2Ba]。所有吸附实验在室温25°C±2°C。gydF4y2Ba

批量吸附研究gydF4y2Ba

批实验包括在分析接触时间等控制参数的影响,初始FLD乐动体育官网gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}浓度、吸附剂剂量和初始pH值的解决方案在FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}吸附在NBC。所有的实验都是在室温下进行25°C±2°C的500毫升有机玻璃反应堆。增加了特定数量的NBC fluoride-doped合成解决方案。反应混合物被电动棒不断混合搅拌器在250 rpm。在液相平衡,恢复在一个锥形烧瓶真空过滤后通过绘画纸42号滤纸为FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}分析,在固相恢复物理化学和矿物学特征。gydF4y2Ba

除氟化计算gydF4y2Ba

的具体数额吸附FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}量化宽松政策(mg ggydF4y2Ba^1gydF4y2Ba根据eqn)计算。(1):gydF4y2Ba

(1)gydF4y2Ba

在那里,量化宽松是吸附能力(mg ggydF4y2Ba^1gydF4y2Ba在固体达到平衡;有限公司Ce是F的初始和平衡浓度gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}(毫克升gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba),分别;V是溶液的体积(L)和W是吸附剂的质量(g)用于实验。gydF4y2Ba

吸附去除效率(是),在平衡时,通过使用eqn计算。(2):gydF4y2Ba

(2)gydF4y2Ba

建模研究gydF4y2Ba

动力学模型:吸附速度在很大程度上是受到几个参数的影响,主要是固体的状态矩阵和吸附的物理化学条件。吸附动力学研究的主要目的是了解相关机制和影响吸附动力学的速率控制步骤。几个模型是利用以适应动态吸附试验。在这项研究中,F的动力学gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}吸附在NBC验证了用准一秩序和pseudo-second秩序,方程。伪一级反应动力学gydF4y2Ba模型gydF4y2Ba描述下列Lagergren eqn。(3)(gydF4y2Ba53gydF4y2Ba]:gydF4y2Ba

(3)gydF4y2Ba

准一阶动力学的线性形式gydF4y2Ba模型gydF4y2Ba可以通过eqn表达。(4):gydF4y2Ba

(4)gydF4y2Ba

在那里,问gydF4y2Ba_egydF4y2Ba和问gydF4y2Ba_tgydF4y2BaF的数量吗gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}吸附(mg ggydF4y2Ba^1gydF4y2Ba)平衡和时间“t”,分别。KgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba(最低gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba)代表准一阶吸附反应的速率常数。一条直线的日志(Qe-Qt)对t表明这些动力学模型的适用性。这两个问gydF4y2Ba_egydF4y2Ba和KgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba可以确定的截距和斜率曲线,分别。pseudo-second线性形式的动能gydF4y2Ba模型gydF4y2Ba可以通过eqn表达。(5)(gydF4y2Ba54gydF4y2Ba]:gydF4y2Ba

(5)gydF4y2Ba

在那里,KgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba是pseudo-second阶反应的速率常数(g毫克gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba最小值gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba)。问gydF4y2Ba_egydF4y2Ba和问gydF4y2Ba_tgydF4y2BaF的含量吗gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}吸附平衡和在任何时候“t”(mg ggydF4y2Ba^1gydF4y2Ba),分别。的直线阴谋t / QgydF4y2Ba_tgydF4y2Ba对t动力学数据给出了Q值gydF4y2Ba_egydF4y2Ba和KgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba分别从斜率和截距。gydF4y2Ba

吸附等温线:gydF4y2Ba建立了吸附平衡时液相吸附物的量(CgydF4y2Ba_egydF4y2Ba)是在动态平衡,在固液界面(QgydF4y2Ba_egydF4y2Ba)。因此,有两种等温线方程在目前的研究中,即朗缪尔和弗伦德里希等温线模型来描述平衡数据。的朗谬尔gydF4y2Ba模型gydF4y2Ba是基于假设吸收发生在同质表面单层吸附吸附分子之间没有相互作用。朗缪尔方程可以描述在以下eqn。(6)[gydF4y2Ba55gydF4y2Ba]:gydF4y2Ba

(6)gydF4y2Ba

eqn的线性化形式。(6)可以写成eqn。(7):gydF4y2Ba

(7)gydF4y2Ba

在那里,CgydF4y2Ba_egydF4y2Ba氟离子的平衡浓度(毫克LgydF4y2Ba^1gydF4y2Ba),问gydF4y2Ba_egydF4y2Ba是一个固相的氟离子浓度(毫克g - 1),问吗gydF4y2Ba_米gydF4y2Ba(毫克ggydF4y2Ba^1gydF4y2Ba),和KgydF4y2Ba_lgydF4y2Ba(L毫克gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba)经验常数,可以评估的斜率和截距的线性图1 / QgydF4y2Ba_egydF4y2Ba对1 / CgydF4y2Ba_egydF4y2Ba。gydF4y2Ba

的弗伦德里希gydF4y2Ba模型gydF4y2Ba提出了一种多层吸附与异构活性中心的能量分布和吸附分子之间的相互作用。它是表达数学在eqn线性形式,因为它是代表。(8)(gydF4y2Ba56gydF4y2Ba]:gydF4y2Ba

(8)gydF4y2Ba

在那里,KgydF4y2Ba_FgydF4y2Ba(毫克ggydF4y2Ba^1gydF4y2Ba)和1 / n是弗伦德里希常数与吸附容量和吸附强度,分别。这些常数得到的截距和斜率日志问gydF4y2Ba_egydF4y2Ba与日志CgydF4y2Ba_egydF4y2Ba线性情节分别。gydF4y2Ba

结果与讨论gydF4y2Ba

吸附剂的表征gydF4y2Ba

x射线衍射(XRD)分析:gydF4y2Ba美国全国广播公司(NBC)的结构特征是由x射线衍射(XRD)所示gydF4y2Ba图1gydF4y2Ba。XRD NBC的模式表明,材料主要由钠长石gydF4y2Ba低gydF4y2Ba[Na(硅铝合金gydF4y2Ba_3gydF4y2BaOgydF4y2Ba_8gydF4y2Ba)],原硅酸锌酯钠(NagydF4y2Ba_2gydF4y2Ba锌gydF4y2Ba_3gydF4y2Ba(SiOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba和蒙脱石(Na, Ca)gydF4y2Ba_0.3gydF4y2Ba(铝、镁)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba_4gydF4y2BaOgydF4y2Ba_10gydF4y2Ba(哦)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba。xHgydF4y2Ba_2gydF4y2BaO)。衍射模式被发现典型的分层结构粘土。此外,美国全国广播公司(NBC)被列为Na-bentonite由于其矿物组成。gydF4y2Ba

x射线荧光(光谱仪)分析:gydF4y2Ba美国全国广播公司(NBC)的化学成分所示gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba。分析表明,二氧化硅(SiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba)是主要成分为45.06%,其次是铝(AlgydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_3gydF4y2Ba)为22.46%,证实美国全国广播公司(NBC)是一种硅酸铝材料。分别以相对较高的浓度,NagydF4y2Ba_2gydF4y2BaO和曹可能可能导致形成Metal-F F吸附后复杂。这个假设将在以下确认原始吸附剂的性格特征。gydF4y2Ba

表1:gydF4y2Ba元素组成原始NBC。gydF4y2Ba

选择比表面积(SSAN2BET)分析:gydF4y2Ba粘土矿物的一个重要物理性质是其高表面区域。它扮演了一个关键的角色在吸附化学物质的溶液,表面积越大,吸附越高的化学物质。总表面面积取决于内部和外部表面区域。gydF4y2Ba表2gydF4y2Ba显示了BET-N2决定表面区域(微孔面积和外部的表面积)和微孔吸附剂的量。结果显示,美国全国广播公司(NBC)提供了一个相对较高的表面积(gydF4y2Ba˜gydF4y2Ba59.93米gydF4y2Ba^2gydF4y2BaggydF4y2Ba^1gydF4y2Ba)比较最Na-dominated膨润土有比表面积值< 40米gydF4y2Ba^2gydF4y2BaggydF4y2Ba^1gydF4y2Ba有一些例外gydF4y2Ba57gydF4y2Ba]。SSAN2BET表明我们的材料的价值的特点是一个重要的物理性质的FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}吸附容量比天然膨润土通常在文献中报道废水defluoridation [gydF4y2Ba57gydF4y2Ba]。此外,BET-N2本研究结果证实Na-bentonites往往gydF4y2Ba低gydF4y2Ba比表面积值比Ca / Mg-bentonites [gydF4y2Ba57gydF4y2Ba]。然而,SSAN2BET已知取决于层间阳离子的类型。gydF4y2Ba

表2:gydF4y2BaNBC的表面积和微孔体积。gydF4y2Ba

能量色散x射线与扫描电镜(SEM-EDX):gydF4y2BaSEM-EDX分析的结果使用的原料(a)和(b)提出了NBCgydF4y2Ba图2gydF4y2Ba。使用的原料和SEM照片NBC没有显示出不同的表面形态的变化和分层结构。生的美国全国广播公司(NBC)的光谱(gydF4y2Ba图2一个gydF4y2Ba)表示的存在许多阳离子和阴离子三硫、磷和氧气。defluoridation后(gydF4y2Ba图2 bgydF4y2Ba)F的高峰gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}出现,同时,有一个总硫峰的消失,一个重要的减少磷的峰值和稍微减少一些阳离子山峰(铝、镁、铁、…)。F的gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}在NBC,阴离子之间的离子交换过程可以发生在吸附剂表面和FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}在水溶液中,离子和FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}。强烈的反映了NBC的羟化表面氧的峰值(OH)。其减少defluoridation证实F之间的离子交换过程gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}噢,gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}。gydF4y2Ba

傅里叶变换红外gydF4y2Ba光谱法gydF4y2Ba(红外光谱)分析:gydF4y2Ba进行红外光谱分析确定NBC和理解的官能团吸附机制。gydF4y2Ba图3gydF4y2Ba显示了原始和NBC使用样品的红外光谱谱记录在该地区的400厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba-4000厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba。分析结果表明吸收三个主要区域:3000厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba-3800厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba,1500厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba-1800厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba和400厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba-1200厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba。那些吸光度地区被发现一致通过杨et al。gydF4y2Ba58gydF4y2Ba在Na-bentonite停课。一个明显的区别是在这些地区在原始和NBC使用。3618.10厘米的光谱带gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba反映了地伸缩振动的硅醇(Si - OH)组的独奏曲d和宽频带的3440.70厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba可能归因于H-OH振动的水分子吸附在固体表面上。1643.12厘米的光谱带gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba反映了H-OH债券的弯曲的水分子。峰值为1118.60厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba是对应于Si-O振动。红外光谱峰在918.01和524.60厘米gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba可能归因于伸展运动和振动的Al - OH-Al Al-O-Si弯曲振动,分别。defluoridation过程后,已观察到的透光率在所有的峰的强度变化(包括大部分哦组),这表明FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}吸附在NBC。哦和F以来gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}离子有非常相似的尺寸,他们可以相互替换(离子交换)这样Metal-F复合物可以形成的氟化物和氢氧根离子与金属离子之间的相互作用。gydF4y2Ba

批处理实验结果gydF4y2Ba

接触时间的影响:F的LD乐动体育官网接触时间对比例的影响gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}吸附(%)研究了F来保证水之间的平衡状态gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}和吸附剂。gydF4y2Ba图4gydF4y2Ba显示了吸附反应的进展,F的百分比gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}吸附到吸附剂在不同接触时间。LD乐动体育官网是观察到一个固定数量的吸附剂,F吸附的百分比(%)与接触时间增加,开始30分钟后达到平衡的反应。LD乐动体育官网因此,接触时间固定为进一步吸附实验是30分钟。LD乐动体育官网gydF4y2Ba

初始氟浓度的影响:gydF4y2Ba初始浓度的影响在F的百分比gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}去除进行了确定的最大吸附容量NBC。六个初始FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}浓度选择:5、10、20、40、80 L和100毫克gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba。吸附剂剂量和初始Ph值的解决方案被固定在一个2 g LgydF4y2Ba^1gydF4y2Ba和分别为5.6±0.2(自然pH值)。所示gydF4y2Ba图5gydF4y2Ba,吸附容量达到稳定在一个较高的初始浓度(4.40 mg ggydF4y2Ba^1gydF4y2Ba)。这可以解释为饱和吸附站点可用的活跃。尽管如此,F的百分比gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}删除与初始浓度的增加减少。这种减少是由于存在更多的FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}离子在溶液中以更高的初始FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}浓度。然而,有效的FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}删除一个gydF4y2Ba低gydF4y2Ba初始浓度是因为重要的表面活性网站总比FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}离子在溶液中。gydF4y2Ba

吸附剂剂量效应:吸附剂剂量的百分比的影响gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}删除(%)确定为5毫克LgydF4y2Ba^1gydF4y2Ba初始FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}集中在自然pH值5.6±0.2。从2 g L测试吸附剂剂量不同gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba12 g LgydF4y2Ba^1gydF4y2Ba所示gydF4y2Ba图6gydF4y2Ba。这是观察到的百分比gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}去除略微增加吸附剂剂量增加到8 g LgydF4y2Ba^1gydF4y2Ba。百分比的增加FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}去除随着吸附剂用量的增加是由于充分吸附网站的可用性。然而,添加吸附剂剂量没有显示任何相当大的增加的百分比gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}去除。可能这可能是由于活动网站的重叠现象在更高的吸附剂剂量导致减少表面积。gydF4y2Ba

初始pH值的影响解决方案:F初始pH值的影响的解决方案gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}取消在12的pH值范围进行。初始FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}浓度和吸附剂剂量固定在5毫克LgydF4y2Ba^1gydF4y2Ba和2 g LgydF4y2Ba^1gydF4y2Ba分别。pH值调整实现了用0.1 N (HCl)或0.1 N(氢氧化钠)。gydF4y2Ba图7gydF4y2Ba说明了gydF4y2Ba进化gydF4y2BaF的百分比gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}删除/ 2的pH值范围。这是观察到的pH值初始FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}解决方案从2增加到12个,F的百分比gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}删除由NBC从52.2%下降到20%。这可以解释为对F NBC的pH值的依赖gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}吸附在酸性条件下,所获得的结果一致Srimurali和bar yosefgydF4y2Ba49gydF4y2Ba,gydF4y2Ba59gydF4y2Ba]。在另一方面,没有相当大的演进的百分比gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}删除4 - 6的pH值范围内。关于废水defluoridation期间所涉及的机制,众所周知,美国全国广播公司(NBC)由几种氧化物的混合物。这些增强的hydroxilated表面电荷表面上在潮湿的环境中发展。gydF4y2Ba低gydF4y2BapH值可能导致中和负电荷发达的美国全国广播公司(NBC)的表面,可能因此导致增加带负电荷的氟离子的吸附。gydF4y2Ba

动力学的研究gydF4y2Ba

两个模型(准一秩序和pseudo-second顺序)被用来研究F的动力学gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}吸附在NBC,为了理解机制和影响吸附动力学的速率控制步骤。所示gydF4y2Ba图8gydF4y2Ba,准一的订单gydF4y2Ba

(一)有一个非常gydF4y2Ba低gydF4y2Ba相关系数(R2gydF4y2Ba˜gydF4y2Ba0.500)。相反,pseudo-second秩序gydF4y2Ba

(b)被发现给最合适(R2 = 0.999),因此,它可以被用来预测F的吸附动力学gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}在美国全国广播公司(NBC)。gydF4y2Ba

吸附等温式gydF4y2Ba

吸附能力问gydF4y2Ba_egydF4y2Ba(毫克ggydF4y2Ba^1gydF4y2Ba)确定了NBC的平衡吸附FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}剩余的函数FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}在液相中的浓度。美国全国广播公司(NBC)的吸附能力的变化gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}提出了gydF4y2Ba图9gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

根据平衡曲线,在平衡吸附容量较低递增FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}浓度。这是由于过剩吸附网站的可用性。另一方面,随着FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}在平衡浓度的增加,吸附容量逐渐减少,直到达到饱和。吸附网站的可用性在高FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}成为限制因素作为吸附剂表面浓度达到最大吸附容量。后者被观察到4.40毫克ggydF4y2Ba^1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

平衡数据深加工利用朗缪尔和弗伦德里希等温线。的朗缪尔吸附等温线和弗伦德里希FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}吸附在NBC介绍gydF4y2Ba图10gydF4y2Ba。根据实验数据,它可以观察到弗伦德里希等温线(gydF4y2Ba图10 (b)gydF4y2Ba)(R2 = 0.993)描述了吸附数据比朗缪尔等温线(gydF4y2Ba图10 ()gydF4y2Ba)(R2 = 0.940)。1 / n的值是0.39弗伦德里希等温线。因为这个常数的值,1 / n(吸附强度)是在0和1之间(0 < 1 / n < 1),这表明良好的吸附。基于弗伦德里希概念,FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}吸附系统更可能是一个多层的报道NBC异构活性中心的能量色散和吸附分子之间的相互作用。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

NBC的defluoridation效率是评价一批吸附反应器在室温(25°C±2°C)。批处理吸附实验的结果表明,30分钟的接触时间和吸附剂之间的废水是足以实现均衡。LD乐动体育官网这是观察到的最大废水defluoridation(52.2%)获得了在酸性条件下为5毫克(pH = 2)和LgydF4y2Ba^1gydF4y2Ba和2 g LgydF4y2Ba^1gydF4y2Ba初始FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}分别浓度和吸附剂剂量。动力学研究表明,FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}吸附安装pseudo-second-order模型。此外,F的吸附等温式gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}吸附在NBC表明,后者的最大吸附能力被提到4.4毫克ggydF4y2Ba^1gydF4y2Ba。实验数据表明,弗伦德里希等温线是合适的gydF4y2Ba模型gydF4y2Ba用于描述FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}吸附在NBC由于其较高的相关系数。根据弗伦德里希概念,F的吸附gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}在NBC多层异构活性中心的分布和吸附分子之间的相互作用。本文的独创性在于引入F的可能发生机制gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}吸附过程使用原始的物理化学特性和NBC。结果表明,离子交换可能是F的主要过程gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}吸附过程中,伴随着氟化物与金属离子的相互作用。因此,NBC的使用作为一种吸附剂对废水defluoridation可能是划算的。然而,美国全国广播公司(NBC)可以修改通过引入化学物质,旨在开发一种低成本的新型吸附剂,呈现一个兼容的理化性质与氟化学。gydF4y2Ba

命名法gydF4y2Ba

CgydF4y2Ba_0gydF4y2Ba:初始FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}浓度(毫克升gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba)gydF4y2Ba

CgydF4y2Ba_egydF4y2Ba:F的平衡浓度gydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}(毫克升gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba)gydF4y2Ba

KgydF4y2Ba_{广告gydF4y2Ba}:速率常数(mingydF4y2Ba^1gydF4y2Ba)gydF4y2Ba

KgydF4y2Ba_FgydF4y2Ba:弗伦德里希常数与吸附容量(mg ggydF4y2Ba^1gydF4y2Ba)gydF4y2Ba

KgydF4y2Ba_1gydF4y2Ba:准一阶速率常数(mingydF4y2Ba^1gydF4y2Ba)gydF4y2Ba

KgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba:Pseudo-second秩序速率常数(g毫克gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba最小值gydF4y2Ba^1gydF4y2Ba)gydF4y2Ba

护士:吸附强度(异质性因素)gydF4y2Ba

问:FgydF4y2Ba^{- - - - - -gydF4y2Ba}每单位质量吸附剂的吸附时间tgydF4y2Ba

问gydF4y2Ba_egydF4y2Ba:平衡吸附容量(mg ggydF4y2Ba^1gydF4y2Ba)gydF4y2Ba

V:溶液的体积(mL)gydF4y2Ba

W:吸附剂(g)的质量。gydF4y2Ba

引用gydF4y2Ba

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