Daha yüksek azot - biyokütle tabanlı karbon Mesoporous hazırlanması / oksijen şelat adsorpsiyon ile mikrodalga ön Pyrolysis Cu(II)

Bu yöntem, biyokütle nin ve atık su iyileştirme alanının kullanımındaki anahtar soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir, örneğin atık sudaki ağır metallerin uzaklaştırılması için modifiye biyokütle bazlı karbonun hazırlanması gibi. Bu tekniğin en büyük avantajı mikrodalga piroliz aynı anda daha fazla azot ve karbon fonksiyonel gruplar tanıtmak için subsequential modifikasyon süreci yararları olmasıdır. Başlamak için, deiyonize su ile bagasse durulayın ve 10 saat boyunca 100 derece santigrat bir kurutma fırınına örnekleri koyun.

Bir öğütücü ile kurutulmuş bagasse crush. Sonra, 50-örgü elek ile toz elek. Şimdi, 30 gram ince bagasse tozunu 24 saat boyunca bire bir ağırlık oranında yüzde 15'lik fosforik asit çözeltisine yerleştirin.

Karışımı 105 derecede bir fırında altı saat kurutun. Bagasse bazlı aktif karbon veya BAC için öncüolarak ortaya çıkan ürünü toplayın. Şimdi, 2.45 gigahertz frekansı olan bir mikrodalga fırına 15 gram öncül koyun.

Mikrodalga fırının gücünü 900 watt'a ayarlayın ve numuneyi 22 dakika pyrolyze edin. Bir rotor akış ölçer ile dakikada 20 mililitre azot akış hızı sağlayın. Rotor akış ölçerin hava girişi bir hortum kullanılarak bir azot silindirine bağlanır, çıkış ise mikrodalga fırının hava girişine bağlanır.

Çıkan karbonun azot içinde oda sıcaklığına soğumasına izin vererek, karbon örneğini bir kabın içinde triturate ve toplayın. Şimdi, 0.1-molar hidroklorik asit 300 mililitre ekleyin. Oda sıcaklığında 12 saatten fazla 200 rpm bir manyetik karıştırıcı kullanarak karışımı karıştırın.

Vakum filtrasyon ile filtre kağıdı ile karbon filtre. Daha sonra, yıkama suyunun pH değeri altıdan büyük olana kadar numuneyi deiyonize suyla durulayın. Mikrodalga piyolize bagasse bazlı aktif karbonu veya MBAC'ı 105 santigrat derecede 24 saat boyunca vakumlu kurutma fırınında kurutun.

50 mililitre konsantre sülfürik asit ve 50 mililitre konsantre nitrik asidi sıfır santigrat derecede bir kabın içinde karıştırın. Daha sonra karışık çözeltiye 10 gram MBAC ekleyin. 200 rpm 120 dakika karışımı karıştırmak için bir manyetik karıştırıcı kullanın.

Nitrililen MBAC'ı vakum filtreleme ile filtre kağıdı ile filtreleyin. Yıkama suyu pH altı ulaşana kadar karbondeonize su ile yıkayın. Daha sonra yıkanmış karbonu 90 derecede 24 saat kurutun.

Üç yakalı bir şişede, elde edilen ürünün 5,05 gramını, 50 mililitre deiyonize suyu ve 20 mililitre 15-molar amonyum çözeltisini ekleyin. 200 rpm bir manyetik karıştırıcı ile 15 dakika boyunca bu karışımı karıştırın. Sonra, sodyum dithionite 28 gram ekleyin ve 20 saat oda sıcaklığında karıştırarak karışımı bırakın.

20 saat sonra, şişeye bir reflü kondansatörü takın ve karışımı yağ banyosu kullanarak 100 santigrat dereceye kadar ısıtın. Şişeye 120 mililitre 2,9-molar asetik asit ekleyin. Daha sonra, karışımı reflü altında bir manyetik karıştırıcı ile beş saat karıştırın sağlar.

Çözeltinin oda sıcaklığına kadar soğumasını sağlamak için yağ banyosunu çıkarın. Karbon örneğini filtreleyin ve çözelti pH'ı altıdan büyük olana kadar deiyonize suyla yıkayın. Modifiye Edilmiş MBAC'ı 90 santigrat derecede kurulayın ve MBAC-nitrojen olarak belirtin.

Azot adsorpsiyon ve desorpsiyon isotherms ile yapısal karakterizasyon gerçekleştirmek için, ilk boş bir örnek tüp tartmak. Numune tüpüne yaklaşık 0,15 gram karbon numunesi ekleyin. Numuneyi 110 derecede, vakumda beş saat boyunca gazdan arındırın.

Daha sonra, karbon içeren örnek tüp tartın ve karbon numunesinin ağırlığını hesaplayın. Numune tüpünü yüzey alanının test alanına ve eksi 196 santigrat derecede ölçmek için sıvı nitrojen kullanarak gözenekli analizöre yerleştirin. Fourier transform kızılötesi spektroskopi kullanarak kimyasal karakterizasyonu gerçekleştirmek için, ilk sıcaklık ve higrometre kontrol edin.

Sıcaklık 16 ila 25 santigrat derece ve bağıl nem%20 ila %50 arasında olmalıdır Örnek depodaki kurutucu ve toz kapağını çıkarın. Suyun spektrum üzerindeki etkisini önlemek için karbon numunesini ve potasyum bromür'ü 110 derecede dört saat kurutun. Daha sonra karbon örneğini potasyum bromür le karıştırın ve test numunesini hazırlamak için bir pres mekanizması kullanın.

Örneği test alanına yerleştirin ve yazılımın parametrelerini ayarlayın. Daha sonra, spektrum kaydedin ve spektrumişlemeden önce numuneyi dışarı atın. Bakır iyon adsorpsiyon deneylerini gerçekleştirmek için, bakır sülfat çözeltilerinin pH'ını 0.1-molar nitrik asit ve 0.1-molar sodyum hidroksit solüsyonu kullanarak pH beş'e ayarlayın.

Daha sonra, pH ayarlı bakır sülfat çözeltilerinin 25 mililitresini içeren konik şişelerin her birine 0,05 gram adsorbent yerleştirin. Konik şişelere kapaklar sığdırın ve her sıcaklıkta 240 dakika boyunca 150 rpm'lik bir karıştırma hızıyla, 5 santigrat derece, 25 santigrat derece ve ardından 45 santigrat derece yeşertin. Adsorbentleri çözümden ayırmak için 0,22 mikronluk membran filtrelerkullanın.

Son olarak, filtrat bakır konsantrasyonu belirlemek için alev atomik absorpsiyon spektrofotometri kullanın. Tüm örneklerin yapısal özellikleri ve elementkompozisyonları burada gösterilmiştir. Mikrodalga piroliz ve modifikasyon daha küçük bir spesifik yüzey alanı ve daha küçük toplam gözenek hacmi ama daha büyük bir azot ve oksijen içeriğine katkıda bulunur.

FTIR spektrumları, modifiye edilmiş karbon malzemelerinin farklı azot/oksijen fonksiyonel grupları elde ettiğini ve mikrodalga pirolize edilmiş karbonun daha fazla aldığını göstermektedir. PH'ın tüm numuneler tarafından bakır iyon adsorpsiyonu üzerindeki etkisi burada gösterilmiştir. MBAC-azot, daha fazla azot/oksijen yüzey grubu sayesinde daha düşük bir yüzey alanına ve gözenek hacmine sahip olmasına rağmen, EBAC-azotuna göre daha iyi bir bakır iyon adsorpsiyonu sunar.

Bu modelde, modifiye karbon ile bakır iyon adsorpsiyon mekanizması önerilmektedir. Bu reaksiyon sürecinde, kimyasal adsorpsiyon esas olarak iyon değişimi ve karmaşıklık içerir. Mezogözenöz karbon dayalı biyokütle hazırlamak için batılı bir yaklaşım kullanmak için çalışırken, mikrodalga pirolysis tarafından daha iyi fizikokimyasal özellikleri oldu.

Emprenye oranı, piroziz süresi ve mikrodalga fırın gücünün etkisi göz önünde bulundurularak optimum deneysel koşulları belirlemek önemlidir. Bu prosedürü takiben, belirli yüzey alanının azalması ve toplam gözenek hacmi gibi eksikliklerin üstesinden gelmek için daha işlevsel karbon gruplarını etkin bir şekilde ortaya çıkarabilecek diğer modifikasyon yöntemleri de yapılabilir. Bu teknik, geliştirildikten sonra, işlevsel nanomateryal alanında araştırmacıların atık su ların ıslahı için biyokütleden yüksek adsorptif karbonun hızlı bir şekilde hazırlanmasını keşfetmelerinin önünü açmıştır.

Konsantre sülfürik asit ve konsantre nitrik asit ile çalışmanın son derece tehlikeli olabileceğini ve bu işlemi gerçekleştirirken koruyucu gözlük gibi önlemlerin her zaman alınması gerektiğini unutmayın.