活性炭國家專精特新“小巨人”企業(yè)活性炭產(chǎn)學(xué)研合作

　　今天我們提供的內(nèi)容是不同的活性炭吸附對乙酰氨基酚的效果，條件為CO=2500毫克/升，在pH 1.2下在模擬胃液(SGF)發(fā)生接觸活性炭4小時，在310 K的水中并攪拌。通過UV可見監(jiān)測殘留的對乙酰氨基酚。使用替代模型將結(jié)果轉(zhuǎn)化為比例吸附等溫線。本研究的目的是研究活性炭消除溶解在模擬SGF中的對乙酰氨基酚的吸附效果。

　　活性炭的吸附能力取決于吸附劑的性質(zhì)(孔結(jié)構(gòu)，官能團，灰分含量)以及被吸附物的性質(zhì)(官能團，極性，分子大小和重量)。前體的類型和活化過程確定了活性炭的基本性質(zhì)，如表面積和孔徑分布。活性炭具有強大的異質(zhì)表面，具有幾何和化學(xué)特性。幾何異質(zhì)性是孔的尺寸和形狀以及凹坑和空位的差異的結(jié)果。化學(xué)異質(zhì)性與表面(主要是氧)和各種表面污染物的不同官能團有關(guān)。兩種異質(zhì)性都有助于活性炭的獨特吸附性能。

　　分批平衡實驗和分析方法

　　通過將對乙酰氨基酚溶解在1L重新調(diào)節(jié)至pH1.2的SGF中來制備濃度為2500mg / L的對乙酰氨基酚的儲備溶液。重復(fù)三次分析，平均每種類型的活性炭進(jìn)行了15次實驗。對活性炭樣品進(jìn)行了粒度分布分析。在吸附期間，活性炭的量在0.001至0.27g的范圍內(nèi)變化。將活性炭樣品加入到溶解在SFG中的對乙酰氨基酚溶液中，并在室溫(37.0±0.1℃)下以100rpm恒速攪拌保持4小時。然后將樣品過濾，并將5ml溶液液體提取物用于UV / VIS分析。通過質(zhì)量平衡計算活性炭吸附的對乙酰氨基酚的量。在濃度分析中使用以前建立的線性關(guān)系。對于濃度較高的溶液，需要稀釋以在區(qū)域進(jìn)行分析。從校準(zhǔn)曲線中取出吸光度讀數(shù)，該曲線確定對應(yīng)于等溫線中每個點的平衡濃度。平衡時的吸附量qe(mg / g)。

　　活性炭表面官能團的鑒定

　　確定了三種活性炭(3424,2852,2921和1125cm -1)的共同譜帶，圖 2。3424cm -1中的帶被歸屬于羰基-OH拉伸。2852和2921cm -1處的峰是由于存在脂族CH，CH 2和CH 3基團，預(yù)期在1125cm -1處與羧基-OH基團有關(guān)。樣品NB顯示可分配給內(nèi)酯基團的1737cm -1帶，而在樣品NE中，在1710cm -1處觀察到峰其可以分配到內(nèi)酯或非芳族羧基，據(jù)報導(dǎo)其C = O拉伸在1712cm -1處發(fā)生。從1600到1650厘米-1的帶可以分配給C = O醌基。在這些范圍中發(fā)現(xiàn)以下頻段：1652厘米-1為NE，1629厘米-1為NB / NE，和1641厘米-1為ML。NB / NE常見的1578厘米-1的頻帶尚未得到明確的解釋。這被分配到高度共軛的羰基的芳環(huán)拉伸對。在2900cm -1處的峰對應(yīng)于以下官能團：CH，-CH 2，-CH 3。此外，波數(shù)1400和1700cm -1之間的中等強度的一系列峰可以歸因于由于酮，酯，醛和羧酸的存在而導(dǎo)致的官能團C = O和C = C的伸長。在1038cm -1處， NE呈現(xiàn)對應(yīng)于酒精CO振動拉伸的峰。

　　平衡等溫線

　　對乙酰氨基酚在NE，NB和ML活性炭的實驗吸附數(shù)據(jù)在37℃繪制在圖3中。等溫線表明，NB具有最高吸附容量和最高V MICO(厘米3 /克)，但是有微孔和吸附能力之間不存在線性關(guān)系，因為ML以較低的呈現(xiàn)類似的值Vmicro(表 2)。該結(jié)果表明，活性炭的吸附能力與其結(jié)構(gòu)性質(zhì)之間不存在簡單的關(guān)系。這也被，他們已經(jīng)表明，碳的表面化學(xué)被認(rèn)為是稀釋水溶液中吸附機理的重要因素。

　　對乙酰氨基酚分子在活性炭表面的壓實程度的有效性與吸附位置的最佳分布與該分子的最大包裝程度有關(guān)。乙酰氨基酚分子在其非離子化狀態(tài)下在SGF中的面積的測定顯示在活性炭表面上以優(yōu)先級NB> NE> ML的順序具有更好的取向。原因可能是分別在結(jié)構(gòu)和功能平面上更好地分布吸附的活性位點。

　　在本研究中報道的結(jié)果表明，活性炭ML可以被設(shè)想為從SGF去除對乙酰氨基酚的替代吸附劑。ML與商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NB和NE沒有顯著差異。CO 2等溫線表明ML是具有類似于NE圖案的紋理的微孔材料。從具有不同性質(zhì)的三種活性炭的比較可以看出，微孔結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)在定義吸附能力方面具有關(guān)鍵作用。

　　確定對乙酰氨基酚對SGF中活性炭的吸附過程是自發(fā)的(ΔG<0)。從大多數(shù)情況看，這些模型與所分析的數(shù)據(jù)非常吻合，具體取決于活性炭的類型。對乙酰氨基酚的吸附可能發(fā)生在特定部位以及基底區(qū)域。雖然氧化過程由氧表面團進(jìn)行，但先前的結(jié)果表明，不僅這些氧基的分布和分布的性質(zhì)以及分布變得至關(guān)重要。對乙酰氨基酚分子橫截面積的面積的估計計算表明肯定。

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