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        石墨化生物質(zhì)炭對磺胺甲 唑的吸附性能

        2024-01-16 11:29:46馬麗然張彥平李芬李一兵馬行迪
        化工進展 2023年12期
        關(guān)鍵詞:去除率石墨動力學(xué)

        馬麗然,張彥平,李芬,李一兵,馬行迪

        (1 河北工業(yè)大學(xué)土木與交通學(xué)院,天津 300401;2 哈爾濱理工大學(xué)材料科學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150040)

        磺胺類藥物是歷史上使用時間最長的合成抗生素,也是近年來農(nóng)業(yè)和畜牧養(yǎng)殖業(yè)最常用的抗生素之一[1]。其中,磺胺甲唑(SMX)是一種被廣泛應(yīng)用于治療細(xì)菌性疾病的廣譜抗菌藥,會轉(zhuǎn)變?yōu)榇渭壌x物或直接通過排泄物排入環(huán)境[2]。大量的磺胺類抗生素進入環(huán)境中難以被降解,從而對生態(tài)系統(tǒng)以及人類健康產(chǎn)生不可避免的危害,因此對磺胺類抗生素污染的去除問題已成為目前關(guān)注的熱點。

        水體中抗生素污染物去除的方法主要有混凝法、生物法、水解法、氧化法、氯化法、膜法以及吸附法等。其中,吸附法因具有能耗低、操作簡單、無毒副作用等優(yōu)點,備受研究人員的關(guān)注[3]。目前,在眾多吸附劑中,活性炭被廣泛應(yīng)用于抗生素廢水的去除。例如,姜蕾等[4]研究了粉末活性炭對原水中大環(huán)內(nèi)酯類、四環(huán)素類、磺胺類和氯霉素類4類典型抗生素的吸附效果,在粉末活性炭投加量為10~30mg/L、反應(yīng)時間為30~1800min 條件下,抗生素總?cè)コ蕿?3.8%~52.5%。但活性炭吸附去除抗生素的性能受炭材料表面性質(zhì)和孔結(jié)構(gòu)影響較大[5]。為了提高炭材料表面性質(zhì),研究人員通常采用金屬摻雜、孔結(jié)構(gòu)改性等手段對炭材料表面性質(zhì)和結(jié)構(gòu)進行調(diào)整。石墨化炭材料具有三維網(wǎng)絡(luò)及復(fù)雜的孔隙結(jié)構(gòu),含有豐富的含氧官能團和較高的比表面積,可以通過π-π 堆積、靜電引力、氫鍵等作用高效吸附水中污染物[6],是一種新型炭改性方式。石墨化生物質(zhì)炭可采用廢棄生物質(zhì)作為前體,經(jīng)炭化、催化活化過程將生物質(zhì)炭中的無定形炭轉(zhuǎn)化為石墨化炭。例如,陳建等[7]采用玉米芯為原料成功制備了具有石墨化多孔結(jié)構(gòu)且表面具有含氧官能團的生物炭材料,對SMX 的最大吸附量達到162.08mg/g。Wang 等[8]以廢棄竹料為前體,以碳酸鉀為活化劑,利用微波短期加熱合成了含有石墨化結(jié)構(gòu)的生物炭,炭材料表面微孔結(jié)構(gòu)豐富,對亞甲基藍的吸附能力達1100mg/g。Shang 等[9]采用海藻為原料,KOH 為活化劑,也成功制備了具有豐富的介孔和微孔結(jié)構(gòu)的石墨化炭材料。因此,石墨化生物質(zhì)炭材料相比傳統(tǒng)吸附劑來說具有優(yōu)異的表面性質(zhì)和良好的吸附能力,是去除水中抗生素等污染物的理想高效吸附材料[10]。

        核桃殼作為農(nóng)林廢棄物來源廣泛,主要成分是木質(zhì)素、纖維素和半纖維素,是制備炭材料的良好原料[11]。但目前大多數(shù)核桃殼被直接焚燒或丟棄,不僅造成了極大的資源浪費,還對生態(tài)環(huán)境帶來了很大的危害[12]。因此,以核桃殼為原材料制備具有高比表面和吸附性能的石墨化炭,并用于去除水中的磺胺甲唑類抗生素,可以實現(xiàn)以廢治廢、廢物資源化利用的目標(biāo),能夠滿足當(dāng)前我國低碳發(fā)展的戰(zhàn)略需求,具有重要意義。

        1 材料與方法

        1.1 實驗材料與儀器

        實驗主要儀器包括:ZKGL1400 管式爐,天津瑪福爾;SHA-BA 水浴恒溫振蕩器,常州申光;YH-3BS 遠紅外線恒溫干燥箱,天津中環(huán);756PC紫外-可見分光光度計,上海菁華;78-1型磁力加熱攪拌器,江蘇環(huán)宇;FY-1C-N 真空泵,浙江飛越。

        1.2 實驗方法

        1.2.1 生物質(zhì)炭材料的制備

        將核桃殼經(jīng)研磨機粉碎研磨后過0.075mm 篩網(wǎng),備用。取5g 核桃殼粉放入石英舟中,置于管式爐中,升溫速率為5℃/min,于600℃熱解2h,自然冷卻至室溫,得到的生物炭記為WSC600K。根據(jù)前期研究結(jié)果,將得到的WSC600K與KOH按1∶2的質(zhì)量比混合于100mL去離子水中,磁力攪拌8h后抽濾并洗滌,于80℃鼓風(fēng)干燥烘箱中烘干備用。將烘干后的WSC600K 于900℃管式爐中熱解2h,冷卻至室溫,取出后經(jīng)去離子水洗滌至中性,并于80℃烘箱中干燥至恒重,即得石墨化生物質(zhì)炭,記為WSC600K-B。

        1.2.2 表征方法

        采用7610F掃描電子顯微鏡(日本電子株式會社)對材料表面形貌進行表征;采用JEM 2100F透射電子顯微鏡(日本電子株式會社)分析生物炭的亞顯微結(jié)構(gòu)(微分區(qū)域、晶格)以及微晶粒的成分分析;ASAP 2460全自動比表面積與孔隙度分析儀(美國麥克)用于測定生物炭的比表面積和孔隙率;拉曼光譜圖是通過激光拉曼光譜儀(LabRAM HR Evolution HORIBA)在波長為532nm 處測得;采用smart lab X射線衍射光譜儀(日本理學(xué))分析材料的晶體結(jié)構(gòu)和結(jié)晶度;Zetasizer Nano ZS 納米粒度和電位分析儀(馬爾文)用于測定材料在不同pH下的zeta電位。

        1.2.3 批量吸附實驗

        將200mL 一定濃度的SMX 溶液加入250mL 錐形瓶中,然后加入一定量的WSC600K-B,一定溫度下置于180r/min的恒溫水浴搖床中,每隔一段時間定時取出5mL 上清液,過0.45μm 濾膜后通過紫外分光光度計在257nm波長下測定其吸光度并計算其濃度。吸附量q和去除率Y通過式(1)、式(2)計算。

        式中,C0為SMX的初始濃度,mg/L;Ct為吸附后的濃度,mg/L;V為溶液的體積,mL;m為吸附劑的質(zhì)量,mg。所有實驗數(shù)據(jù)均測定3 次取平均值。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 石墨化生物質(zhì)炭材料的表征分析

        2.1.1 比表面積及孔隙結(jié)構(gòu)分析(BET)

        生物炭的比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)是衡量其吸附性能的關(guān)鍵因素之一。表1 結(jié)果顯示,經(jīng)KOH 活化后,WSC600K-B 的比表面積大幅度提升,由原來的6.00m2/g升高至733.64m2/g,平均孔徑由63.30nm減小至3.44nm,同時孔隙體積增加。氮氣吸附-脫附等溫曲線[圖1(a)]以及孔徑分布曲線[圖1(b)]結(jié)果顯示,WSC600K 在各個壓力段均與氮氣作用力很弱,且孔徑體積很小,幾乎無孔結(jié)構(gòu)存在。而WSC600K-B 在相對壓力p/p0<0.05 時,氮氣吸附的速率迅速上升,符合Ⅰ型吸附等溫線;當(dāng)相對壓力p/p0>0.45時,隨著相對壓力的增加,氮氣的吸附量增加幅度逐漸減弱,吸附曲線和脫附曲線并不完全重合,存在滯留回線,符合Ⅳ型吸附等溫線[13]。該結(jié)果說明WSC600K-B 是Ⅰ型和Ⅳ型曲線的組合等溫線,WSC600K-B 中不僅含有微孔結(jié)構(gòu),還存在著一部分介孔結(jié)構(gòu)。圖1(b)結(jié)果也顯示W(wǎng)SC600-B中存在大量的微孔以及部分介孔,樣品孔徑主要分布在0.5~5nm之間,峰值為2.06nm,這與其氮氣吸附-脫附等溫曲線結(jié)果一致。

        圖1 WSC600K和WSC600K-B的氮氣吸附-脫附曲線及孔徑分布曲線

        表1 BET比表面積結(jié)果

        2.1.2 表面形貌圖(SEM)及透射電鏡圖(TEM)分析

        圖2為WSC600K和WSC600K-B 的表面形貌圖(SEM)及高分辨透射電鏡圖(HRTEM)。由圖2(a)可以看出,WSC600K 表面只有極少孔結(jié)構(gòu);而圖2(b)顯示W(wǎng)SC600K-B 表面呈現(xiàn)蜂窩狀的均勻孔隙分布。這是由于KOH 隨溫度的升高,會與C 發(fā)生反應(yīng)生成金屬K 和K2CO3、K2O 等化合物,它們之間的化學(xué)活化反應(yīng)會刻蝕生物炭的碳骨架,從而形成孔隙網(wǎng)絡(luò)或造成表面孔道坍塌、腐蝕現(xiàn)象等[14]。在高溫900℃下,活化溫度達到金屬K 的沸點后,K蒸氣游走在碳原子的微晶片層之間,撐開芳香片層使其發(fā)生扭曲變形,豐富了活性炭的孔道結(jié)構(gòu)[15]。經(jīng)過后續(xù)用去離子水洗滌去除K及其他化合物后,高溫膨脹的碳骨架無法恢復(fù)到原來的結(jié)構(gòu),進而產(chǎn)生了較為明顯的孔隙結(jié)構(gòu)[16]??梢杂^察到WSC600K-B 表面存在微小的顆粒,這是因為生物質(zhì)的炭化程度大大提高,更加趨于石墨化,會逐漸有類似碳微晶的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)[17]。

        圖2 WSC600K和WSC600K-B的SEM及TEM圖

        通過高分辨透射電鏡進一步觀察材料的微觀結(jié)構(gòu),如圖2(c)、(d)所示。由于該炭材料為無定形炭,所以觀察到的形貌皆有所不同,呈無規(guī)則薄膜狀。由圖2(c)可以看出,WSC600K中并沒有觀測到有結(jié)晶存在,而圖2(d)可以明顯觀察到WSC600K-B表面具有排列整齊的晶格條紋,說明WSC600K-B結(jié)晶程度良好。通過統(tǒng)計測量得到晶面間距為0.340nm,對應(yīng)于石墨(002)晶面,表明了WSC600K-B中石墨化結(jié)構(gòu)的存在[18]。同時,EDS元素面分布圖像表明了炭材料中C、O以及少量Ca、Si、P、S等微量元素的存在,在經(jīng)過KOH 活化后,WSC600K-B中觀察到了少量K元素的殘留,屬于活化過程中K蒸氣游走的殘留。

        2.1.3 X射線衍射(XRD)和拉曼光譜(Raman)分析

        通過對WSC600K 和WSC600K-B 的XRD 來觀察材料的晶體結(jié)構(gòu),如圖3(a)所示。從圖3(a)中可以看出,與WSC600K相比,WSC600K-B在2θ=25°和43°附近出現(xiàn)了強烈的(002)和(101)晶面特征峰,位于25°附近的衍射峰為石墨微晶(002)晶格面的特征峰,說明片狀石墨層的互連和平行堆疊;位于43°附近的衍射峰為(101)晶面產(chǎn)生的衍射峰,說明材料中含有六方蜂窩結(jié)構(gòu)并且存在大量的石墨微晶[19]。強烈特征峰的出現(xiàn)說明該生物炭在KOH 活化過程中發(fā)生了結(jié)晶重組,并在此基礎(chǔ)上生成了一種具有特定的晶體構(gòu)造的石墨化結(jié)構(gòu)[20]。

        圖3 WSC600K與WSC600K-B的XRD和拉曼光譜

        利用Raman 進一步證明材料的結(jié)晶度和石墨化程度。Raman中D峰一般用以表述石墨材料邊緣區(qū)域無序碳的伸縮振動,G峰表示石墨材料平面內(nèi)C-C伸縮振動,2D峰常出現(xiàn)在sp2型雜化的碳材料中,它是判斷石墨烯是否存在的重要依據(jù),也是石墨碳的典型標(biāo)志[21]。D峰和G峰的相對強度(ID/IG)一般被視為能反映碳物質(zhì)缺陷和石墨化度的指標(biāo),其比率越低,碳物質(zhì)的晶體缺陷越少,且結(jié)構(gòu)規(guī)整度越高,越有序,但石墨化程度越低[22]。由圖3(b)可看出,WSC600K 的ID/IG=0.737,經(jīng)KOH 改性后的WSC600K-B的ID/IG=1.037,得到了提高。ID/IG值的增加,表明改性后樣品石墨化程度增加且無序度增加,即缺陷位增多。這可能是由于高溫?zé)峤鈱?dǎo)致了孔隙結(jié)構(gòu)的形成,進而增加了材料的無序和粗糙度[23]。

        2.2 WSC600K-B對SMX的吸附性能

        2.2.1 初始pH對SMX去除率的影響在25℃、0.25g/L WSC600K-B、50mg/L SMX、180r/min 的條件下,探究了pH 變化為1~11 的范圍時對WSC600K-B 吸附SMX 性能的影響,結(jié)果如圖4 所示。由圖4(a)可知,WSC600K-B 對SMX 的去除率對pH 表現(xiàn)出顯著的依賴性。在pH=1.0~5.0時,WSC600K-B對SMX的吸附效果較好,SMX去除率隨著pH升高緩慢降低,但去除率均大于90%。這主要是因為SMX的分子結(jié)構(gòu)中含有1個苯氨基團和1 個磺酰胺基團(pKa1=1.8,pKa2=5.6),在pH=1.0~5.0時,SMX以SMX0和SMX+兩種形式存在,且以SMX0為主(>97%),呈電中性的SMX0可以作為有效的π電子受體,通過較強π-π電子給體-受體(EDA)相互作用,加強WSC600K-B 表面對其的吸附效果[24]。此外,SMX0可以和WSC600K-B 表面的氫基團形成很強的氫鍵,強π-π EDA 作用和氫鍵是促進吸附的高效驅(qū)動力[25]。當(dāng)pH從5.0增加到11.0 時,SMX0迅速轉(zhuǎn)變?yōu)閹ж?fù)電荷的SMX-,此時WSC600K-B 的表面電荷也變?yōu)樨?fù)電荷(pHzpc=4.3)且隨pH 增加電負(fù)性增強[圖4(b)],SMX-和WSC600K-B 表面間轉(zhuǎn)而發(fā)生靜電排斥作用,并且去質(zhì)子化的SMX-不再是電子受體,不能在WSC600K-B 的表面形成π-π EDA 作用[26]。從而抑制了WSC600K-B|對SMX的吸附過程,導(dǎo)致去除率急劇下降。然而,由于陽離子輔助氫鍵作用和SMX 的有機物疏水性質(zhì),仍有小部分SMX-可以吸附在帶負(fù)電荷的WSC600K-B表面上。

        圖4 pH的影響

        2.2.2 共存離子對SMX去除率的影響

        在25℃、0.25g/L WSC600K-B、50mg/L SMX、pH=5、180r/min 的條件下,探究了典型金屬陽離子(Na+、K+、Ca2+)與典型陰離子(Cl-、SO42-、CO32-)對WSC600K-B 吸附SMX 的影響,如圖5 所示。由圖5(a)可以看出,隨著共存陰離子濃度的增加,WSC600K-B 對SMX 的去除率不斷下降,說明共存陰離子對吸附過程起到抑制作用。在pH=5時,溶液中存在SMX0和SMX-兩種形式,此時WSC600K-B的zeta電位為-1.62mV,離子濃度的增加導(dǎo)致吸附過程中離子相互作用力增強,炭材料與SMX之間的靜電排斥作用增強,去除率下降[27]。陰離子中CO32-的影響最大,這是由于CO32-水解后呈弱堿性,使得溶液pH 升高,當(dāng)溶液pH 大于5 時,SMX0迅速轉(zhuǎn)變?yōu)镾MX-,溶液以帶負(fù)電荷的SMX-為主,同時WSC600K-B 的電負(fù)性增強,使得去除率降低。圖5(b)結(jié)果顯示,陽離子的存在也使得WSC600K-B 對SMX 的去除率降低,3 種陽離子中Na+對吸附抑制影響最大,去除率下降至70%以下。這可能是因為陽離子與此時呈電負(fù)性的WSC600K-B之間存在靜電引力作用,在此過程中發(fā)生了競爭吸附,并且水合半徑較小的離子被吸附能力更強[28]。

        圖5 共存離子對SMX去除率的影響

        2.2.3 可重復(fù)利用性

        由于SMX 溶于酸堿,因此實驗將吸附SMX 后的WSC600K-B 用0.1mol/L HCl 清洗,以釋放被吸附的SMX分子,進行了5次解吸附再生實驗,結(jié)果如圖6所示。由圖可知,隨著解吸、吸附循環(huán)次數(shù)的增加,WSC600K-B 對SMX 的去除率不斷下降,5 次循環(huán)結(jié)束后,WSC600K-B 對SMX 的去除率為74.7%。這可能是由于在循環(huán)再生過程中有些SMX分子并不會被完全釋放,有機物的覆蓋導(dǎo)致吸附位點減少,從而引發(fā)去除率降低。并且隨著清洗次數(shù)的增加,WSC600K-B會發(fā)生鈍化,自身活性降低,吸附能力逐步下降。

        圖6 WSC600K-B吸附去除水中SMX的重復(fù)利用性

        2.2.4 吸附動力學(xué)

        在25℃、0.25g/L WSC600K-B、50mg/L SMX、pH=5、180r/min 的條件下進行吸附實驗,并分別采用準(zhǔn)一級動力學(xué)模型[式(3)]、準(zhǔn)二級動力學(xué)模型[式(4)]及Elovich 模型[式(5)]對實驗數(shù)據(jù)進行擬合,研究WSC600K-B 對SMX 的吸附動力學(xué),結(jié)果如圖7所示,相關(guān)方程參數(shù)及系數(shù)(R2)見表2。由圖7(a)可知,WSC600K-B 對SMX 的吸附過程與吸附接觸時間密切相關(guān),在前10min 內(nèi),吸附過程處于快速吸附階段,此后吸附速率逐漸降低,并最終達到吸附平衡,此時WSC600K-B 對SMX的最大吸附容量達到203.64mg/g,遠大于文獻資料中玉米芯[29]、苜蓿生物炭[30]、功能化玉米芯生物炭[7](表3)對SMX 的吸附容量。由表2 可知,WSC600K-B 對SMX 的吸附行為更符合準(zhǔn)二級吸附動力學(xué)模型,擬合度為0.999。通過計算發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)一級動力學(xué)模型和準(zhǔn)二級動力學(xué)模型的最大平衡吸附量qe值相差不大,但準(zhǔn)二級的數(shù)據(jù)與實驗數(shù)值qe=203.64mg/g 更加接近,表明吸附反應(yīng)主要與化學(xué)吸附有關(guān)。

        圖7 吸附動力學(xué)

        表2 動力學(xué)模型參數(shù)

        表3 不同吸附劑對SMX的最大吸附容量

        準(zhǔn)一級動力學(xué)方程

        式中,qt為t時刻的吸附量,mg/g;qe為平衡吸附量,mg/g;t為吸附時間,min;k1、k2分別為準(zhǔn)一級動力學(xué)和準(zhǔn)二級動力學(xué)模型的吸附速率常數(shù);a為常數(shù),b為吸附速率常數(shù),g/mg。

        2.2.5 吸附等溫線

        吸附等溫線模型可以用來反映吸附質(zhì)濃度和吸附劑的吸附容量之間的相關(guān)性,可進一步揭示吸附機制的作用。分別采用Langmuir 模型[式(6)]、Freundlich 模型[式(7)]、Temkin 模型[式(8)]對不同溫度和濃度下的吸附實驗數(shù)據(jù)進行擬合,如圖8所示,相關(guān)參數(shù)見表4。由表4可知,F(xiàn)reundlich模型和Langmuir 模型均可以很好地描述材料對SMX 的吸附過程,但Freundlich 模型擬合度更高,表明該吸附過程為多分子層化學(xué)吸附[31]。Freundlich模型中的n值體現(xiàn)著吸附過程的難易程度,該吸附過程中的1/n均小于1.0,表明該吸附過程非常容易,這與動力學(xué)的結(jié)果相符合[32]。同時,Temkin模型也具有較好的擬合度,說明反應(yīng)存在靜電作用,吸附劑與吸附劑之間也存在間接相互作用[33]。

        圖8 WSC600K-B的吸附等溫模型

        表4 吸附等溫模型參數(shù)

        式中,qe為平衡吸附容量,mg/g;Ce為吸附平衡時SMX 的濃度,mg/L;KL、KF、KT、b分別為對應(yīng)方程的平衡吸附常數(shù)。

        2.2.6 吸附熱力學(xué)

        為了進一步研究WSC600K-B對SMX的吸附過程,以-lnKd對1/T作關(guān)系圖,如圖9所示??梢缘玫狡湫甭屎徒鼐啵⒂梅短鼗舴蚍匠踢M行線性擬合,采用范特霍夫方程計算吸附過程中熱力學(xué)參數(shù)吉布斯自由能ΔG?、焓變ΔH?及熵變ΔS?,見表5。

        圖9 WSC600K-B吸附SMX的-lnKd-1/T關(guān)系

        表5 吸附熱力學(xué)參數(shù)

        由表5結(jié)果可知,實驗溫度下計算得到的吉布斯自由能均為負(fù)值,表明WSC600K-B對SMX的吸附過程是一個自發(fā)性的過程。隨著吸附溫度的提高,ΔG?的絕對值逐漸減小,表明吸附過程的自發(fā)性不斷降低,在低溫條件下更有利于SMX 吸附過程的進行。ΔH?<0(-55.8180kJ/mol)進一步證實了石墨化生物炭對SMX 的吸附過程屬于自發(fā)的放熱過程。|ΔH|的數(shù)值在40~418.4kJ/mol 之間,表明該吸附以化學(xué)吸附為主[34]。ΔS?>0[0.1543kJ/(mol·K)]則表明在生物炭對SMX 吸附過程為不可逆過程。表明該吸附是一個熵增的反應(yīng),在吸附過程中體系混沌度和能量增加,隨著反應(yīng)的進行隨機性減小[35]。

        2.2.7 吸附機理

        由BET 分析可知WSC600K-B 孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達,存在大量微孔及介孔結(jié)構(gòu),比表面積達733.64m2/g,較高的比表面積和孔隙度為SMX 分子提供更多的吸附位點,有利于SMX 通過孔徑填充作用吸附到WSC600K-B上。WSC600K-B的石墨化結(jié)構(gòu)中存在大量的π 電子,可與SMX 苯環(huán)上的π 鍵通過π-π堆積作用,加強吸附劑與吸附質(zhì)之間的結(jié)合;并且SMX0可以和WSC600K-B表面的氫基團形成很強的氫鍵,從而促進吸附過程。從pH 對吸附效果的影響可知,靜電作用也存在于SMX 的吸附過程中,在酸性或堿性條件下,WSC600K-B 與帶相同電荷的抗生素分子發(fā)生同種電荷相互排斥作用,從而抑制吸附反應(yīng)的發(fā)生;中性條件下,氫鍵作用和疏水作用占據(jù)了主導(dǎo)地位,SMX 表面的疏水基團可通過疏水作用吸附在WSC600K-B 的表面。根據(jù)以上分析可知,WSC600K-B 對SMX 的吸附機制主要包括孔徑填充、π-π 堆積、靜電作用、氫鍵作用和疏水作用。

        3 結(jié)論

        (1)WSC600K-B 呈蜂窩狀的多孔結(jié)構(gòu),孔徑主要分布在0.5~5nm,比表面積可達733.64m2/g;HRTEM、XRD 和Raman 分析表明材料表面呈現(xiàn)排列整齊的石墨晶格條紋,出現(xiàn)了對應(yīng)石墨晶格的特征峰,對應(yīng)ID/IG為1.037,石墨化程度較高。

        (2)在25℃、pH=5、180r/min的條件下,0.25g/L WSC600K-B 對50mg/L SMX 的去除率可達94.28%,吸附容量為203.64mg/g。WSC600K-B 對SMX 的吸附性能受pH和共存離子影響,pH越高,越不利于吸附反應(yīng)的進行;共存離子會抑制WSC600K-B 吸附SMX 的效能。經(jīng)過5 次解吸附循環(huán)利用結(jié)束后,WSC600K-B對SMX的去除率降至74.7%。

        (3)WSC600K-B 吸附SMX 的過程更符合二級動力學(xué)模型、Freundlich以及Temkin等溫模型,吸附過程為多分子層化學(xué)吸附,反應(yīng)存在孔徑填充、π-π 堆積、氫鍵作用、疏水作用和靜電作用;吸附行為是自發(fā)進行的、放熱的,在較低溫度下有利于反應(yīng)的進行。

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