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蜂窝活性炭纳米材料去除砷酸盐

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蜂窝活性炭纳米材料去除砷酸盐

蜂窝活性炭纳米材料由于其比传统蜂窝活性炭高的表面体积比而引起了对环境中污染物和有害金属的吸附材料的注意。蜂窝活性炭采用优质煤质活性炭为原材料,经蜂模具压制,高温活化烧制而成的煤炭。 然而,碳纳米管和石墨烯由于表面酸性官能团而不能有效地去除水中的氧阴离子。蜂窝活性炭采用优质煤质活性炭为原材料,经蜂模具压制,高温活化烧制而成的煤炭。 在此,我们表明使用易于通过喷雾热解制备的纳米蜂窝活性炭,在去离子水溶液中显示出对砷酸盐和硒酸盐的良好吸附。蜂窝活性炭采用优质煤质活性炭为原材料,经蜂模具压制,高温活化烧制而成的煤炭。 纳米蜂窝活性炭的关键特征是从微孔中去除金属氧化物纳米颗粒和存在碱性表面基团。 与工业蜂窝活性炭相比,纳米蜂窝活性炭在管道和井水中具有良好的砷去除效果,pH值略为碱性。

随着纳米蜂窝活性炭技术的发展,人们开始利用这些纳米蜂窝活性炭材料高表面体积比的水处理。最近,以蜂窝活性炭和石墨烯为基础的吸附剂已被证明可以去除汞、砷、铬和硒等金属。与碳纳米管和石墨烯不同,蜂窝活性炭纳米结构已被证明具有良好的生物相容性。因此,纳米蜂窝活性炭可能是一种很有前途的环境矫正材料,例如用于去除水中的有害金属。

球形纳米级蜂窝活性炭材料的制造

  将金属盐加入到前体溶液中并加热分解,形成自己作为一种碳水化合物源碳化的成核位点的金属复合氧化物纳米结构颗粒。后合成蚀刻去除一些金属氧化物纳米药物颗粒并留下一个高度多孔的蜂窝活性炭(图1A)。可以同时通过调节前体的比例来控制研究所得蜂窝活性炭中的金属氧化物纳米颗粒主要尺寸,并因此企业控制不同孔径。因此,该合成分析方法可用于与金属含氧阴离子吸附所期望的微细孔蜂窝活性炭。此外,蜂窝活性炭纳米包装材料设计尺寸问题产生高的外表面质量体积比,其可以有效减少中国金属到结合位点直到达到纳米级的扩散作用距离。相比发展之下,虽然我们常规蜂窝活性炭不仅具有与球状纳米蜂窝活性炭相似的比表面积,但其大部分来自内表面。对于由微米级颗粒系统组成的蜂窝活性炭,金属与结合位点的扩散时间距离将远大于蜂窝活性炭纳米功能材料。

在不同的基底中使用蜂窝活性炭吸附剂的砷酸盐和硒酸盐如图3所示。纳米蜂窝活性炭与两种金属物质具有良好的结合性。为了从去离子水中去除砷酸盐,在2小时内去除53%,在22小时后观察到100%的去除(图3A)。在河水(图3C)和井水(图3D)中,砷酸盐去除速度较慢,2小时后去除约3%。然而,在22小时后,>89%的砷酸盐被去除,在去离子水中与去离子水相似。与去离子水相比,河水和井水中砷酸盐的去除效率略低,这可以解释为其较高的pH值。蜂窝活性炭的阴离子吸附能力通常归因于表面官能团,如-羧基、-OH2+、-COO-、-OH、-O-,它们在分散在水溶液中时被质子化和/或带正电荷。


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