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果殼活性炭中氯化物對(duì)硝酸鹽的吸附原理

發(fā)布時(shí)間：2022-5-23 9:13:23 發(fā)布者：瑞特 閱讀人次：

 

 

 

果殼活性炭中氯化物對(duì)硝酸鹽的吸附原理

  果殼活性炭是電吸附過(guò)程中最常用的電極材料，例如用于海水淡化的電容去離子水。果殼活性炭具有耐磨強(qiáng)度好、空隙發(fā)達(dá)、吸附性能高、強(qiáng)度高、易再生、經(jīng)濟(jì)耐用等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于生活、工業(yè)、液相吸附、水質(zhì)凈化、氣相吸附。電容去離子化是一種循環(huán)過(guò)程，在這個(gè)過(guò)程中，離子通過(guò)靜電相互作用從水溶液中移除，電極通常由果殼活性炭組成。

  本文研究了鹽類(lèi)混合物對(duì)兩種不同的一價(jià)氯離子和硝酸鹽的離子選擇性。我們進(jìn)行了吸附實(shí)驗(yàn)(即，沒(méi)有施加電壓)和電吸附實(shí)驗(yàn)(即，基于施加在兩個(gè)碳電極之間的電壓)的果殼活性炭。我們的研究結(jié)果表明，在吸附和電吸附過(guò)程中，瑞特果殼活性炭濾料比氯化物去除更多的硝酸鹽。在平衡狀態(tài)下，離子選擇性不強(qiáng)烈地依賴(lài)于水的成分，而是依賴(lài)于電容式去離子水的電荷電壓。

  吸附實(shí)驗(yàn):果殼活性炭對(duì)硝酸鹽有選擇性

  不含硝酸鹽和氯化物作為果殼活性炭顆粒的硝酸鹽在微孔中與氯化物溶液的平衡濃度比。硝酸鹽的吸附，氯化物濃度比硝酸鹽高三倍。Ac 的表面化學(xué)與官能團(tuán)的存在有關(guān)，官能團(tuán)是酸性基團(tuán)，主要是含氧基團(tuán)。這些官能團(tuán)可以解離或質(zhì)子化，以誘導(dǎo)與溶液中離子的吸引或排斥作用。由于各離子與官能團(tuán)相互作用的強(qiáng)度不同，我們觀察到了離子擇優(yōu)吸附的影響。

  初始離子濃度對(duì)電容去離子選擇性的影響

  顯示了平衡電吸附數(shù)據(jù)分離因子作為離子吸附容量和硝酸鹽與氯化物溶液濃度比的函數(shù)。觀察到平衡電吸附數(shù)據(jù)和離子吸附容量增加了原料液中硝酸鹽和氯化物的濃度比。隨著硝酸鹽與氯化物比率的初始增加，微孔中硝酸鹽和氯化物的濃度差異增大。然而，在達(dá)到平衡之前，首選離子電吸附是由初始濃度比決定的: 溶液中濃度最高的離子主要是電吸附。

  充電電壓對(duì)CDI離子選擇性的影響。這種分離因子隨著充電電壓的降低而降低，但是親和力效應(yīng)并沒(méi)有降低多少，在高電壓下仍然起著重要作用。電荷和離子吸附容量隨充電電壓的增加而增加。d 顯示，充電效率遠(yuǎn)低于單位，這可以解釋為從果殼活性炭濾料表面的 co 離子解吸開(kāi)始的充電步驟。

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