活性炭鐵含量對催化的影響

　　*近，人類活動的激增導(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%)對椰殼制備的活性炭催化性能的影響。大多數(shù)時候，這些材料直接放置在環(huán)境中，會導(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間。此外，由于人類活動較大，自然循環(huán)越來越困難?？朔@一問題的一個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，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、燃料電池儲氫等多個領(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。該催化劑在120oC干燥24小時，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。對椰殼活性炭對椰殼活性炭催化性能的影響。去除亞甲藍(lán)時，用作織物染料的模型化合物評估催化劑。

　　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問題。