活性炭吸附回收羟基酪醇

　　废水处理中使用吸附技术可促进这些副产物中有价值的化合物的回收，羟基酪醇是橄榄磨厂废水中含量较多的酚类物质之一，并且是自然界已知的强天然抗氧化剂之一。可以用作鱼，植物油和人造黄油的食品添加剂。所以有必要从橄榄油废水中提取出来，我们研究羟基酪醇在活性炭上吸附过程中发生的过程，对比了两种活性炭吸附羟基酪醇的技术适用性。

　　活性炭吸附能力评估

　　通过初始活性炭浓度，接触时间，pH和温度的影响来评估榄壳活性炭和活性炭吸附羟基酪醇的能力。该研究是作为分批吸附过程进行的，同时改变了所研究的参数并保持所有其他参数不变。实验在中性pH和室温下进行，活性炭为0.01g，溶液体积为10mL，初始吸附物浓度为50至750mg/L。在滚筒搅拌器中在剧烈搅拌下使溶液保持接触180分钟。在2至8的pH范围内研究了pH对吸附容量的影响。用HCl或NaOH调节溶液的pH。在4至60°C的温度范围内研究了温度对羟基酪醇吸收的影响。

　　两种活性炭的属性

　　氮吸附实验和BET分析显示，榄壳活性炭的内表面积比普通活性炭大得多。SEM研究表明，两种活性炭的表面形态和孔分布存在显着差异(图1A，B)。榄壳活性炭的表面显示出许多类似海绵状结构的独特空腔。此外，表现出具有均匀分布的大小不均的细孔的异质表面。相反，活性炭的显微照片显示出具有锋利边缘的光滑表面。活性炭的表面具有均匀的孔隙和零星的大孔。与活性炭相比，榄壳活性炭在表面具有更大的大孔隙度。XPS用于分析所研究的活性炭的表面化学。两种材料的调查光谱(图1C)显示了预期的碳信号(Cl和CKKL)。还可以清楚地检测到氧气信号(O1和OKKL)，表明两种活性炭表面都存在含氧官能团。发现两种活性炭的表观氧气浓度分别为4.36±0.04%和6.9±0.6%(图1D)。

　　图1：(A)榄壳活性炭和(B)活性炭在一系列放大倍数下的SEM显微照片，(C)XPS调查扫描，(D)表观氧元素浓度，(E)碳信号，(F)氧浓度之间的显着差异。

　　活性炭吸附羟基酪醇的吸附等温线

　　吸附平衡等温线显示羟基酪醇在活性炭上的吸附量与溶液中羟基酪醇的平衡浓度有关(图2A，B)。吸附等温线的形状描述了被吸附物对吸附剂的亲和力，并提供了可能的相互作用机理的见解。根据液固吸附系统的分类，观察到的两个等温线都可以分类为L曲线。这种等温线类型的特征在于，随着吸附在固体上的羟基酪醇浓度的增加，可吸附被吸附物的空位减少。凹曲线反映了所研究的活性炭的逐渐饱和。L曲线等温线表明，羟基酪醇与两种活性炭之间的分子间吸引力是由范德华相互作用驱动的。

　　图2：在(A)榄壳活性炭(B)活性炭上进行羟基酪醇吸附的吸附等温线的实验数据。

　　活性炭可作为回收橄榄磨坊废水中羟基酪醇的可持续的吸附剂。孔体积和表面扩散模型的应用以及等温线模型的选择证明了活性炭的吸附性能。随着初始羟基酪醇浓度的增加，表面对孔扩散的相对贡献也发生了变化。在废水的pH范围内，吸附能力的不断降低为活性炭应用于橄榄油生产废水的处理提供了合适条件。提出的基于弱分子间键的活性炭和羟基酪醇之间的结合机制将促进未来吸附剂的再生和羟基酪醇高效解吸的工作。如果对研究条件不太了解的可以咨询我们的技术员。