Ο ενεργός άνθρακας αφαιρεί τη γλυοξάλη. Η ακεταλδεΰδη είναι ένα μαλακιοκτόνο που χρησιμοποιείται ευρέως στη γεωργία και τους κήπους μεγάλης κλίμακας. Είναι ένα τετραμερές δακτυλίου με οκταμελή και χρησιμοποιείται συχνά για την υψηλή διαλυτότητά του. Εδώ, δημιουργήσαμε έναν ειδικό ενεργοποιημένο άνθρακα για την απομάκρυνση της γλυοξάλης και διερευνήσαμε τον έλεγχο της προσρόφησης ενεργοποιημένης φαινολικής αλδεΰδης στον ενεργό άνθρακα, δηλαδή την επίδραση του βαθμού ενεργοποίησης, της κατανομής μεγέθους πόρων, του μεγέθους των σωματιδίων, του σημείου μηδενικής φόρτισης και της λειτουργικότητας της επιφάνειας.
Η συγκέντρωση της γλυοξάλης στο πόσιμο νερό που βρίσκεται σε ορισμένες περιοχές υπερβαίνει τα 1,03μg / L. Αυτά τα επίπεδα ρύπανσης δεν συνεπάγονται άμεσο κίνδυνο για την υγεία, επειδή η πιθανή πρόσληψη διφορμαλδεΰδης είναι πολύ χαμηλότερη από την αποδεκτή ημερήσια πρόσληψη (0,02 mg / kg σωματικού βάρους), αλλά πρέπει επίσης να αφαιρεθούν.
Το περιβαλλοντικό πρόβλημα που θέτει η γλυοξάλη είναι επίσης μια πρόκληση που αντιμετωπίζει η επιστημονική κοινότητα και μελετώνται στρατηγικές για την αφαίρεση και την αφαίρεση παρόμοιων εξαιρετικά πολικών ρύπων. Η απομάκρυνση με προσρόφηση κατά την τριτοβάθμια επεξεργασία του νερού (συνήθως με χρήση ενεργού άνθρακα) είναι μία από τις λίγες εφικτές μεθόδους για τον καθαρισμό του νερού που έχει μολυνθεί από πολικούς ρύπους που παρουσιάζουν περιορισμένη αντιδραστικότητα με οξειδωτικά ή υποφέρουν από αποικοδόμηση. Επηρεάζεται από την οργανική ύλη. Ωστόσο, όταν το οργανικό&«σκελετός GG»; των ρύπων είναι μικρός, όπως στην περίπτωση μορίων όπως ακρυλαμίδιο, 1,1,1-τριχλωροαιθάνιο, μεθυλ τριτ-βουτυλαιθέρας και γλυοξάλη, είναι διαφορετικό από τον συμβατικό (ενεργοποιημένο) άνθρακα. Η προσρόφηση δεν είναι ισχυρή, επομένως η Η τριτοβάθμια επεξεργασία που περιλαμβάνει ενεργό άνθρακα σε κόκκους είναι σχετικά αναποτελεσματική. Ωστόσο, οι εργασίες έχουν δείξει ότι ο σχεδιασμένος ενεργός άνθρακας (στον οποίο ελέγχεται το επιφανειακό φορτίο και το πορώδες ή το&«προσαρμοσμένο GG» για να στοχεύσει συγκεκριμένες ομάδες ρύπων) μπορεί να έχει σημαντική επίδραση στη στοχευμένη απομάκρυνση προβλημάτων και αναδυόμενων ρύπων νερού. Εδώ, μελετήσαμε τον μηχανισμό απορρόφησης της γλυοξάλης στον ενεργό άνθρακα και συνθέσαμε τη δομή του ενεργού άνθρακα για να βελτιώσουμε την προσρόφηση της πολυακεταλδεΰδης και να μεγιστοποιήσουμε την αφαίρεσή της από τις επιφάνειες, τα απόβλητα και το πόσιμο νερό.
Η επίδραση του βαθμού ενεργοποίησης στην προσρόφηση πολυαιθυλενογλυκόλης
Η χημική δομή των αιθέρων μικρού δακτυλίου που αποτελούν το μόριο φορμαλδεΰδης εξηγεί μέρος των δυσκολιών που σχετίζονται με την απομάκρυνση από το νερό. Ως πολικό μόριο με βραχεία δομή υδρογονάνθρακα, σημαίνει ότι η συγγένεια με τον ενεργό άνθρακα είναι σχετικά χαμηλή. Η ικανότητα προσρόφησης ενεργοποιημένου άνθρακα σε 0,4 mg / g ενεργοποιημένου άνθρακα σε προηγούμενες μελέτες είναι τόσο υψηλή όσο 100 φορές εκείνη του ενεργού άνθρακα σε σκόνη που ενεργοποιείται από υδροξείδιο του καλίου. Λόγω του μικρού μεγέθους σωματιδίων του ενεργού άνθρακα, ο ενεργός άνθρακας δεν είναι μια τεχνολογία που μπορεί εύκολα να εφαρμοστεί σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας λυμάτων και ο κοκκώδης ενεργοποιημένος άνθρακας είναι ο επί του παρόντος χρησιμοποιούμενος προσροφητής. Δεδομένου ότι η ενεργή επιφάνεια είναι βασική παράμετρος στη διαδικασία προσρόφησης, ειδικά στην προσρόφηση όπου η φυσική προσρόφηση δεν είναι ισχυρή, θα πρέπει να χρησιμοποιείται ενεργός άνθρακας με υψηλότερη ενεργή επιφάνεια για να ενισχύει την προσρόφηση της πεντασθενούς αλδεΰδης. Προκειμένου να ελεγχθεί η επίδραση της ενεργού επιφάνειας και να μεγιστοποιηθεί η προσρόφηση των πεντασθενών αλδεϋδών, συντέθηκε ενεργός άνθρακας με ένα ορισμένο εύρος βαθμού ενεργοποίησης, και το εμβαδόν της επιφάνειας δοκιμάστηκε υπό συνθήκες ισορροπίας.
Η επίδραση του μηδενικού σημείου φόρτισης στην προσρόφηση της πολυαιθυλενογλυκόλης
Το φορτίο μηδενικού σημείου υποδεικνύει σε ποια κατάσταση του pH το φορτίο πυκνότητας της επιφάνειας είναι μηδέν. Αυτή η ιδιότητα μπορεί να επηρεάσει την προσέλκυση της ουσίας στο διάλυμα στην επιφάνεια του ενεργοποιημένου άνθρακα και μπορεί να πραγματοποιήσει την αλλαγή του φορτίου μηδενικού σημείου ελέγχοντας την ατμόσφαιρα κατά την ενεργοποίηση του άνθρακα και την παρουσία του οξειδωτικού στο διάλυμα για παραγωγή καρβοξυλικό οξύ, υδροξύλιο και άλλες ομάδες παροχής ιόντων. . Επιφανειακός τροποποιημένος άνθρακας με υψηλότερη επιφανειακή πολικότητα που επιτυγχάνεται με την αύξηση του αριθμού των ομάδων οξέος οξυγόνου έχει χρησιμοποιηθεί για την απομάκρυνση μεταλλικών ιόντων και νιτριδίου του άνθρακα για την απομάκρυνση ουσιών που είναι ουδέτερες ή αρνητικά φορτισμένες σε τυπικό περιβαλλοντικό ρΗ.
Βελτιστοποίηση μεγέθους πόρων μεταφοράς και σύγκριση με ενεργό άνθρακα
Γενικά, όσο υψηλότερη είναι η ποσότητα του πόρου που χρησιμοποιείται στη σύνθεση άνθρακα, τόσο μεγαλύτεροι είναι οι μεσοπόροι, έως οι μακροπόροι και τόσο υψηλότερος είναι ο όγκος των πόρων. Επιπλέον, ένας υψηλότερος βαθμός ενεργοποίησης οδηγεί σε μεγαλύτερο αριθμό μικροπόρων, ελαφρώς ευρύτερων μεσοπόρων και μακροπόρων, και λιγότερο πυκνού άνθρακα. Με διαφορετικές ποσότητες παράγοντα σχηματισμού πόρων, η πολυαιθυλενογλυκόλη και ο ενεργός άνθρακας που συντίθενται σε αυτήν την περίπτωση λαμβάνουν μια σημαντικά διαφορετική πορώδη δομή, και έχει προσδιοριστεί η απομάκρυνση της γλυοξάλης σε σύγκριση με τον ενεργό άνθρακα.
Σε σύγκριση με τον κοκκώδη ενεργό άνθρακα που χρησιμοποιείται επί του παρόντος για την τριτοβάθμια επεξεργασία νερού, οι ενεργοποιημένοι άνθρακες που προέρχονται από φαινολικές ρητίνες με βελτιστοποιημένη δομή και επιφανειακή χημεία έχουν βρεθεί ότι είναι πολύ αποτελεσματικοί στην απομάκρυνση της ακεταλδεΰδης υπό ρεαλιστικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Η ικανότητα προσρόφησης της γλυοξάλης δεν έχει καμία σχέση με την ενεργή επιφάνεια. Αν και η παρουσία μεσοπόρων είναι σημαντική για να επιτρέψει αποτελεσματική διάχυση και μεταφορά πενταμερούς αλδεΰδης σε ενεργές θέσεις προσρόφησης, η προσρόφηση σε άνθρακα με υψηλό μικροπορώδες και κατανομή μεγέθους στενού πόρου είναι πλεονεκτική. Η επιφανειακή τροποποίηση του άνθρακα οδηγεί σε μείωση της ικανότητας προσρόφησης λόγω της πιθανής ανταγωνιστικής επίδρασης μεταξύ πολυαιθυλενογλυκόλης και μορίων νερού. Ακόμη και παρουσία υψηλών συγκεντρώσεων οργανικών ουσιών (και ανόργανων αλάτων), σε σύγκριση με τον ενεργό άνθρακα, η προσρόφηση των πενταϋδρικών αλδεϋδών από φαινολικό άνθρακα δείχνει την πιθανή χρησιμότητα αυτών των ενεργοποιημένων άνθρακα στην επεξεργασία αποβλήτων και / ή πόσιμου νερού.
