文 | 古往今史

编辑 | 古往今史

在此，提出了一种新型的环保型低成本吸附剂聚丙烯酰胺接枝熟猕猴桃合成了猕猴桃果皮粉，并将其用作水溶液中结晶紫染料的吸附剂，通过傅里叶变换红外光谱、热重分析、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等分析技术对材料进行了表征。

【资料图】

吸附过程中进行了不同的浓度，吸附剂剂量，pH值，接触时间和温度在一个批处理过程，在pH 7.3、接触时间180 min和染料初始浓度20 mgL时，CV染料从水溶液中的最大吸附量被观察到− 用Langmuir、Freundlich、Temkin和Dubinin-Radushkevich等等温线模型对平衡数据进行了检验。

结果表明Langmuir模型的相关系数最大动力学数据表明，在较宽的浓度范围内，最符合拟二级动力学模型，在热力学研究中，H的正值o和负值ΔG°证实了吸附过程的吸热和自发性质，增加了固溶体界面的随机性。

用1M乙酸进行了CV染料的脱附，再生能力良好，可达第四个循环，因此，PGADP可以有效、经济地去除水溶液和工业废水中的CV染料。

大量研究表明，偶氮染料是一类人工合成的有机化合物，广泛应用于纺织印染、造纸、印刷和细胞生物学等工业领域，在染料生产和纺织品制造过程中，大量含有染料的废水被引入到水生系统工业染料废水排放到水系和环境中已成为一个严重的污染问题和人类健康风险。

因为它具有很高的能见度和毒性，由于对工业废水有机成分的限制越来越严格，在废水排入正常水体之前必须去除废水中的染料结晶紫是一种有机阳离子染料，被广泛用作纺织品着色剂和生物染色剂。

一些研究表明，CV的积累已被怀疑对人类造成有害影响，如癌症中选择所需的构件，因此，人们在处理染料废水方面投入了大量的精力，采用了不同的技术，如混凝、絮凝、反渗透、光降解和离子交换等，在各种技术中，吸附法因其简单、高效、方便、操作方便、价格低廉等优点，是去除水溶液中染料的首选方法。

活性炭作为吸附剂已广泛应用于染料、重金属等有机污染物的去除，但其高昂的成本限制了其商业化应用，近年来，进行了广泛的研究，以开发替代性和低成本的吸附剂。

用于染料去除的吸附剂应该具有优异的吸附能力，这基本上是由孔结构和表面化学相结合所决定的最近的文献调查显示，各种吸附剂已被用于治疗染料污染的水包括粘土矿物沸石，聚合物复合材料、粉煤灰和降低成本的吸附，各种生物质已被建议作为染料吸附剂：稻壳葡萄废弃物，乌里库里纤维及栗壳，近年来，寻找传统的、低成本的新型绿色废水处理吸附剂的研究正如火如荼地进行着。

为了进一步提高机械强度和吸附能力的常规吸附剂，木质纤维素部分改性由各种有机和无机化合物，酸和碱，也与其他地方报道的几种合成聚合物共混、生物高分子、金属氧化物纳米颗粒。

纳米粘土材料和聚接枝海藻酸盐@Cys-膨润土共聚物杂化物纳米复合材料中选择所需的构件，此外，经磷酸盐处理的木屑与未处理的木屑相比。

为了进一步提高吸附剂的能力，我们介绍了一个合适的程序，用于表面改性，其中涉及的聚丙烯酰胺接枝到美味猕猴桃果皮粉末使用了N ， N ‘-亚甲基丙烯酰胺作为交联剂，随后用所需试剂对聚合物网络进行功能化，用于处理染料废水。

改性后发现吸附材料的吸附容量和稳定性都有所提高，这是生物吸附材料商业化发展的一个重要方面，在这一探索中，作者试图探索一种新颖的低成本和丰富的可用材料。

我们报道了一种新型的环保吸附剂的制备，聚丙烯酰胺接枝熟猕猴桃果皮粉末及其在水溶液中结晶紫染料分离中的应用，实验考察了pH值、接触时间、初始染料浓度和温度等参数对染料在PGADP上吸附的影响。

用实验数据验证了Langmuir、Freundlich、Temkin和Dubinin-Radushkevich等温吸附模型，利用拟第一、伪二阶、粒子内扩散和埃洛维奇动力学模型对平衡数据进行了进一步检验。

为了使该工艺更加经济可行，对废料进行了进一步的解吸和再生，用FTIR、XRD、SEM、EDX、TEM和TGA等技术对制备的吸附剂进行了表征。

现有材料PGADP的主要新颖之处在于其单分子层吸附容量高达与文献中的其他吸附剂相比中选择所需的构件，PGADP具有很好的再生能力，在去除CV染料的效率上，可以成功地使用到第四个周期，因此，PGADP可以有效、经济地用于发展中国家对CV染料的去除。

零电荷点（pHpzc）

使用0.1 M KCl溶液通过固体添加法检查零电荷点取0.1 M KCl溶液20 mL于装有0.025 g吸附剂的锥形瓶中，用0.5 M HCl和0.5 M NaOH调节pH值在1-12之间，并将溶液放置24小时。

24小时后，过滤溶液，最终pHpH值f）的溶液进行了测定，pH值的区别i和pH值f是通过密谋反对pHi而获得的。

操作因素对吸附的影响

pH 及 pH压电，溶液pH值通过影响吸附剂的表面电荷以及溶液中存在的吸附物种的电离程度对吸附过程产生很大的影响，在实验条件下，以染料浓度为20 mgl，考察了pH值对吸附过程的影响。

−1和0.025 g吸附剂在室温下放置24小时，吸附容量qeCV染料增加9.126至15.337 mgg−1pH 7.3时达到最大值，pH值后7.3、有吸附能力下降，这一事实可以解释为-在较高的pH值，有静电吸引力之间的负电荷的网站的吸附剂和带正电的染料分子，直到pH值(7.3)。

随着pH值的进一步增加，染料分子开始去质子化，并在更高的pH值下与增加的OH离子竞，从而导致吸附能力进一步下降，因此，在进一步的实验研究中，选择pH 7.3作为最适pHSahoo等也报告了类似的结果。

GADP的零电荷点被发现在2.4，当溶液的 pH 值为压电时，吸附剂表面带负电，PGADP表面带负电荷，正电荷CV染料的吸引增加了PGADP表面的吸附。

吸附剂剂量的影响

强烈影响吸附容量的参数之一是吸附剂的量，用固定的染料浓度接触、时间、pH值的条件下，随着吸附剂用量的增加，染料的去除率增加，吸附容量下降。

结果表明，吸附率从87.81%提高到97.36%，吸附量从35.13 mgg降低到7.79 mgg−1随着吸附剂剂量的增加，这是由于吸附剂浓度越高，可交换部位或表面积越大。

接触时间的影响及动力学研究

在不同cv染料浓度0.025 g吸附剂的实验条件下，研究了接触时间对吸附过程的影响，分别在室温和pH值下进行吸附容量随接触时间的增加而增加，在平衡时间后，吸附容量没有观察到显着的变化。

这可以解释为在初始阶段的吸附容量的增加是由于高可用性的吸附位点和之后，染料分子必须竞争可用的吸附位点，因此，为进一步的实验研究，选择接触时间为180分钟。

为了研究吸附在PGADP上吸附行为的速率、机理和速率控制步骤，对各种动力学模型进行了测试，即拟一阶拟二阶模型、粒子内扩散模型和Elovich动力学模型，这些模型分别如下：

对数（qe–q qt）=日期qe–k1t2.303，时间qt=1k2q2e+tqe，Q 值t=kidt1/2+C，Q 值t=字母+字母nt。

其中qt和qe为接触时的吸附量而在平衡时，k1我的−1 和k2，are the constants of pseudo-first order and pseudo-second order equation, respectively.Kid(mg g−1min−1/2) is the intra-particle diffusion rate constant andC是截距，A和B是艾洛维奇常数。

动力学参数的实验数据见表2。与伪一阶相比，最大相关系数R2为伪二阶，计算出的吸附容量q cal从拟二阶模型得到的吸附量与实验值吻合较好q。这表明伪二阶模型是PGADP吸附CV染料的最佳拟合动力学模型，其速率限制步骤可能是化学吸附。

由于PGADP材料中存在大量官能团，染料在PGADP表面的吸附速率可能受到络合和配位的控制，从动力学模型的颗粒内扩散，表明增加边界层效应的值随着 CV 染料浓度的增加，浓度，qt对t。

染料初始浓度和吸附等温线的影响

染料初始浓度分别在0.025 g、7.3、180 min和303～323K处理条件下进行了检测，在所有温度下，吸附能力随着初始浓度的增加而增加，这可能是由于本体溶液和吸附剂表面之间的浓度梯度增加。

突破性研究

穿透能力可用于确定被吸附剂吸附的溶质和残留在溶液中的溶质之间的浓度梯度，柱工艺进行了突破性的研究，0.05 g吸附剂被精确称量并转移到玻璃棉支撑柱中。

250 mL CV染料溶液，初始浓度为20 mgL−1在柱中以1 mLmin的流速通过−1. 流出物收集在10 mL馏分中，通过UV/VIS分光光度计检测，之间绘制的突破曲线与流出物体积的关系从穿透曲线可以看出，40 mL CV染料溶液可以沿柱向下流动而在流出物中不被检测到。

在锅中，一个新的和环保的低成本吸附剂聚丙烯酰胺接枝熟猕猴桃成功地合成了果皮粉，并进一步探讨了其作为从水溶液中分离结晶紫染料的潜在吸附剂。

在pH 7.3、接触时间180 min、染料初始浓度20 mgL的条件下，CV染料从水溶液中的吸附达到最大值−1. 动力学数据表明，在较宽的浓度范围内，最符合拟二级模型。

平衡数据最符合Langmuir等温线，最大系数为R2、0.998在30摄氏度时的温度为在热力学研究中，H的正值o和负值ΔG°证实了吸附过程的吸热和自发性质，随着温度的升高，固溶体界面的随机性增加。

脱附实验表明，用1M乙酸可以成功地解吸89%吸附的CV染料，为了使该工艺更加经济，对所排放的吸附剂进行了进一步的再生，并观察到它可以再生到第四个循环，而不会造成严重的容量损失，因此，本材料可用于大规模处理发展中国家的废水。

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