当前世界环境

介绍

从废水的组成和排放量来看，工业废水对生物和传统的物化处理方法提出了挑战。¹在众多行业中，纺织工业的废水排放是世界范围内的一个重大环境问题，因为它含有各种合成染料，导致环境污染。²据估计，纺织和制造业使用的1万多种(世界范围内)商业染料，每年消耗染料1000吨。在染色过程中，10%到15%的染料作为废水排放到废水中。^3.造纸、皮革制革、化妆品、食品、羊毛和地毯等行业也造成了污染负荷。⁴纺织工业释放的染料大多具有复杂的芳香结构、耐光、对水环境有害、生物活性和其他降解过程。⁵有些染料具有致癌性，可引起皮肤刺激性、过敏性皮炎、肾、肝、脑和中枢神经系统功能障碍。^6、7纺织废水的脱色是世界性难题。印染废水的处理方法有吸附法、纳滤法、电动力学混凝法、臭氧沉淀法、高级化学氧化法、电化学氧化法、载体液膜法、液液萃取法和生物法等。⁸凝血，⁹臭氧化和膜分离，^10.厌氧decolourisation,^11.氧化、^12.絮凝^13.和吸附。^14.吸附已成为去除染料最有效的物理过程之一。像吸附剂的数量榕属racemosa.工厂叫,^15.水葫芦,^16.硅胶,^17.榛子壳，^18.甘蔗的甘蔗渣,^19.珊瑚树豆科豆荚，^20.曲霉属真菌tamarii,^21.稻壳，^22.农业残留吸附剂，^23.不同的吸附剂,^24.生物量、^25.复合吸附剂,^26.低成本吸附剂,^27.Potatohusk。^28.文献调查表明，杏仁壳尚未被用作合成染料如结晶紫、维多利亚蓝、溴甲酚绿和副玫瑰苯胺的吸附剂。因此，我们考虑进一步观察这些材料。

材料和方法

吸附剂的制备研究

从面包店和甜美的商店，收集了杏仁稻。用水洗涤，在阳光下干燥，然后在100℃下热空气烤箱⁰c.用手将吸附剂制成小片，然后用混合粉碎机在5 ~ 10min内粉碎成粉。采用2mm目筛，得到均匀的吸附粒度。用2N NaOH和2N HCl处理吸附剂，再用蒸馏水洗涤，使吸附剂保持pH中性。

染料溶液的制备

通过将10mg蒸馏水溶解在100ml蒸馏水中并稀释至所需浓度，通过将10mg染料溶解至所需浓度来制备100ppm（水晶紫色，维多利亚蓝，溴甲硅藻）不同的染料溶液。对于所有染料制备程序是相同的。我们使用简单的可能设备，在实验室中可以在实验室中分析染料和吸附剂样品，即使用UV可见分光光度计和pH仪器。扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪器用于表面分析以确认吸附。

实验部分

批量实验

取100ml原液进行染料吸附批量模式实验。对pH、吸附剂用量、吸附剂浓度、接触时间等参数进行了研究。在染料溶液的吸附过程中，吸附剂被搁置一旁，等待吸附发生。

在5个25ml烧杯中取10ppm/L的染料溶液，加入0.25g ~ 1.25g的吸附剂，研究吸附性能。

用不同浓度的染料溶液（2,4,6,8和10ppm）的25ml样品在5个烧杯中取出，恒定剂量为0.25g吸附剂，并允许该方法在室温下进行。

（2至10ppm）的染料溶液中的25ml样品在五个烧杯中均以0.25g的不同剂量的吸附剂以增加的方式放入。将溶液置于吸附。对于接触时间的效果，通过添加0.25g剂量的吸附剂来研究25ml样品10ppm染料溶液。

吸附等温线

为了确定吸附剂的吸附潜力，对吸附等温线的研究对于选择用于除去染料的吸附剂是必不可少的。使用Freundlich和Langmuir等温（Adamson，1960）研究了吸附过程。^29.

在那里,问_e是否在平衡（以mg / g），K和N以每单位体质吸附剂吸附的染料量分别是吸附能力和吸附强度的措施，C_e染料的平衡浓度(mg/L)和Q_oB是分别从坡度和截距中指示吸附能力（以mg / g）和吸附（GM / L）的吸附能力（以mg / l）的能量常数。

吸附的动力学

发现吸附动力学是第一顺序。Kannan和Vanamudi（1991）提出的以下等式^30.为吸附数据:

在那里,C_o和C_t为0时刻和t (min)时刻染料的浓度。log (C_o/C_t)与接触时间呈线性相关。此外，Langmuir等温线的本质特征可以用一个无量纲常数来描述，即分离因子或平衡参数R_l这是由Weber和Chakravorti(1974)定义的[31]在方程中:R_l= l / (labi_一个），其中，B是Langmuir常数和c_我为染料的初始浓度(ppm)。参数R的值_l表示如下所示的等温线的性质。一个标准的R_l表示表1中开发模型的性质的值。

表1:等温线的性质及其范围

Dubinin-Radhuskevich等温模型是孔隙填充机制后最初配制的另一个经验模型（Dubinin 1960）后初始用于吸附过程。³²通常施用于表达在均匀和异质上发生的吸附过程。可以说明Dubinin-Radushkevich等温线模型的非线性表达

哪里Q._e=在平衡（Mg / g）的吸附剂中吸附物的量;问：_米=理论等温饱和容量mg/g;β = Dubinin-Radhuskevich等温常数²/公斤²）和æ=杜巴林 - radhuskevich等温恒定。

β可表示为等温线常数Ɛ可以计算为

其中r，t和c_e代表气体常数（8.314J / mol K），绝对温度（K）和吸附物平衡浓度（Mg / L）。

结果与讨论

吸附剂的吸附速率随吸附剂浓度、吸附剂剂量、pH值和接触时间等条件的不同而变化。研究了不同吸附条件对吸附的影响，确定了吸附速率。

pH对吸附速率的影响

表2.显示在酸性和中性介质下吸附不同染料所需的时间。

表2:不同pH对染料的吸附情况

注意:LA-less吸附

从数据：在水晶紫中的中性介质中进行吸附，而Bromo Cresol Green，Pararosaniline和Victoria Blue在酸性培养基中。

吸附剂剂量的影响

将0.25g ~ 1.25g的吸附剂剂量加入到5个25ml的1%染料样品中进行吸附研究。所有染料溶液的吸附量随剂量的增加而增加(图1)。

图1：超弹性效果 点击此处查看数字

浓度的影响

在室温下在室温下染色的25ml样品（2-5％）的染料溶液，分别添加0.25g的恒定剂量0.25g的吸附，这表明染料溶液的浓度增加，吸附剂的吸附降低了．（图2）。由于所有染料溶液的浓度增加，吸附速率降低。

图2:所有染料的浓度效应图 点击此处查看数字

剂量v / s浓度的影响

将（0.25g至1.25g）的改变吸附剂量串联加入到（2至5％）染料溶液的五个25ml样品中，并保留待吸附。从结果表明，染料溶液和剂量的浓度彼此相关（图3）

图3:图(A)显示剂量v/s浓度对维多利亚蓝和结晶紫染料的影响，图(B)显示剂量v/s浓度对溴甲酚绿和副玫瑰苯胺的影响 点击此处查看数字

接触时间影响

研究了加入0.25g吸附剂的25ml 10ppm染料溶液。从所有染料的结果随着接触期的结果增加吸附增加。所有染料溶液的接触时间在12小时内。

图4:所有染料接触时间的影响图。 点击此处查看数字

扫描电子显微图像

扫描电子显微镜图以50μm分辨率拍摄。在图中，杂交材料示出了具有不规则，粗糙表面积的空隙和孔，其被认为是活性位点的，用于吸附染料。

图5 a):未吸附吸附剂，b)副玫瑰苯胺吸附吸附剂，c)结晶紫吸附吸附剂，d)维多利亚蓝吸附吸附剂 点击此处查看数字

虽然仔细观察，但所有染料都不相同。在图5（b）中，同时用甲硅烷胺染料处理，填充所有空隙，并看起来覆盖所有表面积。类似地，在晶体紫染料图5（c）的情况下，在活性表面层上存在一层形成。但在甲硅烷胺的情况下没有完成，这表明吸附剂可以进一步用于吸附晶体紫染料。在看着与维多利亚蓝染料吸附的材料图5（d）可以在未吸附的材料中看到活性空隙，但在吸附过程中，在覆盖整个表面的空隙上是一种层形成。在考虑其他两个结果时，这看起来很饱和。似乎材料具有吸收最高量的染料，即进一步吸附导致层的破裂并影响吸附过程。

对结晶紫、副玫瑰苯胺和维多利亚蓝的吸附染料进行了傅里叶变换红外光谱仪器分析。FT-IR光谱如图6所示。

图6 点击此处查看数字

通过FT-IR光谱分析对吸附进行了研究，发现吸附剂还含有一些官能团，并存在于染料中，包括未吸附的和吸附的吸附剂，并将结果关联起来。因为一些相互作用可能存在于染料和吸附剂的官能团中。吸附后，会导致吸附剂中某些官能团被掩蔽，这可能是由于它们之间的化学相互作用。带有结晶紫的吸附剂在1424 cm处没有峰^－1存在于未吸附的样品中，并且其他峰的强度降低。甲烷苯胺吸附吸附剂显示出3200-3300的强宽峰，其表示染料中存在的胺基，并且还显示出在1424cm的峰的不存在^－1并观察到芳香C-H伸缩振动强度的增加，因为维多利亚蓝含有大量的芳香C-H基团。由以上研究可知，未吸附材料和吸附材料中官能团的分布是不同的，在1424 cm处我们观察到拉伸频率峰值消失^－1(硝基)，芳香族C-H和NH的峰强度增加₂组。红外光谱中官能团分布的变化表明吸附已经发生。

吸附等温式

对溴甲酚绿、结晶紫、副玫瑰苯胺和维多利亚蓝等染料进行了Langmuir、Freundlich和D-R等温线吸附。考察不同染料对吸附剂的吸附结果，符合弗雷德里希等温线。可以看出，不同染料的溶剂都在2以上，吸附剂对结晶紫染料的截取率为3.03，说明了吸附剂的有效性。其他等温线也显示在表3中。

表3:不同吸附等温线研究

结论

杏仁稻壳表明了作为染料吸附剂的优异结果。为了达到此结论，吸附剂对染料浓度暴露于各种试验，分析了吸附剂的pH，接触时间和剂量的各种试验。定义了这些各种等温度，显示出吸附剂具有从水性体系中除去染料的能力。

承认

其中一位作者，Mr.Bhanuprakash M，非常感谢UGC非净奖学金计划，并感谢迈索大学卓越课堂的仪表设施。

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