活性炭去除鹽水中的鈉離子，我們用農(nóng)業(yè)殘余物為原料來開發(fā)一種新型的活性炭，它有64%的亞麻纖維素。我們研究了這種活性炭吸附劑的結(jié)構(gòu)和性能，研究了它在水中鈉離子的吸附特性。

　　每年可再生的農(nóng)業(yè)殘余物代表了可利用的纖維素生物質(zhì)，廉價(jià)是他們最大的優(yōu)勢(shì)，也是制造活性炭的好材料，特別是在化學(xué)改性之后生產(chǎn)用于環(huán)境友好的工業(yè)用途的新型活性炭材料。氨基，羧基和羥基官能團(tuán)和其他材料與活性炭混合制成的高效吸附劑是今天主要測(cè)試的。海水的主要成分是NaCl。含有的氯比鎂高16倍，比硫高22倍，比溴和鉀高48倍。同樣，鈉比鎂高9倍，硫高12倍，鉀17倍和高180倍。盡管NaCl主要以更高的比例存在，但海水不僅僅由氯化鈉組成。如果我們想從水中只去除氯化鈉，它也是是不適合飲用的。

　　海水淡化的過程是基于熱量的蒸餾，因?yàn)檫@是反滲透(RO現(xiàn)在更常見，因?yàn)閱挝惑w積的成本長期較低)。有不同的方法去除鈉離子，如反滲透，從海水改變到淡水。因此，使用反滲透過濾器。有了這種反滲透過濾器，所有的礦物元素，以及海水中的雜質(zhì)都被去除，使其接近純凈的淡水。活性炭吸附，即從水中分離氯化鈉，是從海水中去除NaCl的簡(jiǎn)單過程。與海水淡化不同，吸附過程中的能量需求量非常小，甚至在重力作用下也能正常工作。納米科學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)表明，非納米科學(xué)技術(shù)包括具有孔隙和表面結(jié)構(gòu)的活性炭新型碳材料的這種納米結(jié)構(gòu)將導(dǎo)致對(duì)非物質(zhì)吸附過程的探索。最近，碳納米結(jié)構(gòu)的天然孔隙，特別是活性炭，不再是嵌入聚合物膜中的孔隙，而是從水中吸收鈉的效果。

　　這項(xiàng)研究的目的是評(píng)估鈉離子在農(nóng)業(yè)廢棄物制備的活性炭薄膜上的吸附行為，以及吸附極限和喜好的功能。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，分析了接觸時(shí)間，pH值和溫度等試驗(yàn)氣候?qū)︹c離子吸附過程的影響。還考慮了非晶碳薄膜的吸附熱力學(xué)和能量形式。操作簡(jiǎn)單，精度更高，所建議的活性炭的使用量要精確。

　　吸附實(shí)驗(yàn)

　　將10mL的鈉離子溶液加入到1mg具有一定pH的活性炭薄膜中以研究吸附調(diào)查。將溶液瓶置于水中浸泡，在一定的溫度下浸泡2小時(shí)。用超聲波維持溫度。用一個(gè)0.4μm的微濾膜過濾器過濾水樣，用原子吸收光譜法(AAS)測(cè)定鈉離子的滲透濃度。

　　pH值的影響

　　為了測(cè)量pH對(duì)Na +吸收的影響，使用在35℃下使用HCL和NaOH溶液的緩沖液緩沖制備的溶液pH值在2.1和12.0之間。理想的pH值與Na +相當(dāng)，而且在所有的吸附實(shí)驗(yàn)中都被利用。

　　圖1：來自農(nóng)業(yè)殘余物活性炭薄膜的SEM。

　　SEM分析：用SEM研究由稻草合成的無定形碳薄膜的形態(tài)圖像，如圖1所示。外層表面在化學(xué)活性炭表面具有孔隙結(jié)構(gòu)，在硅酸鈷和酸性試劑中表現(xiàn)出最好的多孔結(jié)構(gòu)，除了偶爾出現(xiàn)裂紋之外，物理活化的碳表面沒有多孔結(jié)構(gòu)。我們發(fā)現(xiàn)在活性炭表面發(fā)現(xiàn)的酸性基團(tuán)可以產(chǎn)生許多吸附位點(diǎn)，從而增加了對(duì)Na +的 活性炭吸附能力離子。另外，形態(tài)圖像表明活性炭彼此粘附，因此活性炭之間的空隙顯著減少。基于我們最1的SEM分析，活性炭的較小尺寸的“小球”中活性炭表面上的羧基之間存在粒子間排斥力，導(dǎo)致活性炭羧基官能化的較小活性炭聚集體。這一結(jié)果表明，可以使用功能化的活性炭作為吸附劑處理污水和污水。

　　圖2：透明非晶活性炭薄膜的高分辨率TEM。

　　TEM分析：透射電鏡用于研究活性炭的形貌和碳材料表面的結(jié)構(gòu)，圖片如圖2所示。活性炭的氧化和胺化TEM照片代表活性炭的表面不光滑，清潔，并有不可否認(rèn)的變化，首先是一目了然的結(jié)構(gòu)。活性炭的普遍寬度被評(píng)估在40-100nm的范圍內(nèi)。由于輔助缺陷，活性炭材料基本上由片材構(gòu)成，這些輔助缺陷依賴于賦予動(dòng)態(tài)目的地吸附。同樣地，活性炭表面的功利聚集附近從根本上影響其吸附性質(zhì)。

　　研究了活性炭對(duì)鈉離子的吸附行為，并通過測(cè)試事實(shí)表明，活性炭對(duì)鈉離子的吸附關(guān)系具有較高的利益價(jià)值。我們發(fā)現(xiàn)氧化過程增加了活性炭的吸附和離子交換性能。除此之外，活性炭的吸附容量的變化隨著溫度而增加。活性炭對(duì)鈉離子的總吸附量為45%。假二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型給出了所觀察到的活性炭吸附的動(dòng)力學(xué)事實(shí)和參數(shù)，表明鈉離子吸附的速率限制步驟是化學(xué)吸附而不是物理過程如擴(kuò)散。鈉離子的吸附試驗(yàn)事實(shí)在活性炭移動(dòng)后Freundlich吸附等溫線需要支付其復(fù)雜和無意識(shí)的思想過程，并建議該機(jī)制既包括化學(xué)吸附和物理吸附。建議使用活性炭測(cè)定鹽水中鈉離子等單價(jià)陽離子的操作研究，并提供不同的應(yīng)用，如脫鹽和離子色譜測(cè)定過程。

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