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活性炭鐵含量對(duì)催化的影響
*近，人類活動(dòng)的激增導(dǎo)致了環(huán)境中農(nóng)業(yè)廢物的增加。我們研究了鐵含量(2.5、5、10、15%)對(duì)椰殼制備的活性炭催化性能的影響。大多數(shù)時(shí)候，這些材料直接放置在環(huán)境中，會(huì)導(dǎo)致有機(jī)物的過度積累。雖然這類污染物是可生物降解的，但其礦化需要很長時(shí)間。此外，由于人類活動(dòng)較大，自然循環(huán)越來越困難。克服這一問題的一個(gè)有吸引力的選擇是使用固體廢物作為能源或原料來獲得高價(jià)值的產(chǎn)品，如活性炭。它們可以從椰殼、木材、油、泥炭、焦炭、獸骨、種子、鋸屑、稻殼和聚合物等各種材料中制備。
由于活性炭具有穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)、高硬度、耐熱性、耐腐蝕性和導(dǎo)電性、耐酸堿性和功能基團(tuán)，近年來引起了人們的關(guān)注。在制備活性炭時(shí)，可以控制表面積、吸附離子的吸附性和高比表面積。由于這些特性，活性炭已應(yīng)用于氣體或液體吸附、化學(xué)回收凈化、燃料電池儲(chǔ)氫等多個(gè)領(lǐng)域。此外，活性炭還被用作各種反應(yīng)中的催化劑和載體，如乙苯脫氫、苯酚和硝酸鹽或有機(jī)染料。
讓我們來看看鐵含量對(duì)活性炭催化性能的影響。我們發(fā)現(xiàn)，通過氧化氫的吸附和氧化的組合過程，鐵負(fù)荷活性炭是一種有效的催化劑。此外，負(fù)載磁赤鐵礦的活性炭可以通過吸附有效去除水溶液中的人工紅色。另一方面，負(fù)載鐵復(fù)合材料的活性炭可以通過芬頓反應(yīng)從水溶液中去除人工紅色。本研究以椰子殼為原料制備活性炭，催化劑用適當(dāng)濃度的硝酸鐵水溶液浸泡活性炭，*終固體達(dá)到2.5、5、10和15%的鐵含量。將系統(tǒng)保持?jǐn)嚢?80rpm)2小時(shí)。該催化劑在120oC干燥24小時(shí)，加熱(10分鐘)oC - 1)氮?dú)饬飨?100毫升分鐘)- 1)高達(dá)450oC，溫度保持2小時(shí)。對(duì)椰殼活性炭對(duì)椰殼活性炭催化性能的影響。去除亞甲藍(lán)時(shí)，用作織物染料的模型化合物評(píng)估催化劑。
從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，在活性炭上形成磁鐵礦粒的方法如圖1所示。假設(shè)磁鐵礦石顆粒主要在支撐孔內(nèi)，在加熱過程中由浸漬的硝酸鐵形成。據(jù)信，因?yàn)槠鹗疾牧现袥]有Fe 2 因此，赤鐵礦首先產(chǎn)生物質(zhì)。一段時(shí)間后，一氧化碳由活性炭產(chǎn)生，可以產(chǎn)生一些Fe 3 還原成Fe 2 生產(chǎn)磁鐵礦的物種。然而，由于一氧化碳不能接近，一些赤鐵礦石可能仍然是顆粒的核心，因?yàn)檫€原應(yīng)該從表面開始。因此，獲得的顆粒由磁鐵礦包圍的赤鐵礦芯制成。
所有樣品都顯示了典型的微孔和介孔材料II等溫線，有磁滯回線，表示孔內(nèi)毛細(xì)管冷凝，如圖2所示。樣品的主要結(jié)構(gòu)特征顯示在表中?？梢娀钚蕴亢F量低(2).浸漬5%和5%不影響其結(jié)構(gòu)性質(zhì)。這一發(fā)現(xiàn)表明，與圖1結(jié)果一致，活性炭支撐物的孔堵塞可以忽略不計(jì)。然而，較高量的鐵(10%和15%)的活性炭導(dǎo)致比表面積大幅度下降，這與微孔面積和體積的減少密切相關(guān)。這證實(shí)了假設(shè)大部分氧化鐵沉積在孔中，其他部分堵塞孔。
結(jié)論:椰殼成功制備了不同鐵量(2).5、5、10、15%的活性炭樣品提供了減少環(huán)境中農(nóng)業(yè)廢物的可能性。固體根據(jù)鐵的存在和數(shù)量顯示不同的結(jié)構(gòu)和還原性質(zhì)。除赤鐵礦制成的不良鐵樣(2).除5%外，發(fā)現(xiàn)磁鐵礦顆粒有赤鐵礦芯，其尺寸(28-34nm)隨著固體鐵量的增加而增加。這些活性炭可以從水溶液中去除88%的亞甲基藍(lán)，主要是通過被認(rèn)為比芬頓反應(yīng)更快的染料吸附。鐵15%的固體是*活躍的，可以與表面鐵的*大量有關(guān)，促進(jìn)芬頓反應(yīng)，并在活性炭表面形成一個(gè)新的官能團(tuán)，可以吸收亞甲藍(lán)。制備和使用這些活性炭催化劑有助于克服環(huán)境中有機(jī)廢物減少和維護(hù)水資源的紡織廢水凈化兩個(gè)問題。
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