当前的世界环境

介绍

染料是合成芳族化合物，纺织业首先在染料中排名为织物着色，目前超过9000个差异不同的染料在彩色指数染料中列出了各种应用类（直接，酸，基本，反应等。）和化学类（Azo，xanthane，三苯基甲烷，噻嗪等）。染料件是水溶性可分散的有机髓鞘，在各种工业应用中具有高宽松用途（主要是纺织品和纸/皮革工业作为着色材料）。¹大多数芳香染料与无机金属融合。根据估计，生产过程中使用的10％的染料通过流出物进入环境中的废物。^3.在染料中，染料的三苯基甲烷和Xanthene组是染料最大，最通用的染料，每年产生的染料中的一半以上是三苯基甲烷和Xanthene染料。^5.

染料污染的污染处理是行业面临的主要问题之一，最近的严格调节会进一步加剧问题，最近，同一国家已经禁止使用Xanthenes染料。已经研究了各种物理，物理化学品，生物和化学方法，用于染料颜色去除6。由于其非增生性质，生物过程很少能够去除染料颜色。^6-9象混凝和吸附这样的化学方法在去除废水中的染料颜色方面似乎是非常有效的。在各种处理技术中，活性炭吸附法被证明是一种有效可靠的物化处理方法。^7,8,10然而，活性炭和再生问题的成本需要寻找其他低成本吸附剂。在这种情况下，广泛研究了无机粘土材料的各种材料，如无机粘土材料工业废物（副产物）。^6,8,9,11.

在这一贡献中，我们介绍了从具有低成本吸附剂（在Lignitc煤的碳化期间获得的Charfine-A）进行的实验研究中获得的结果，该方法在吸附颜色除去属于三苯基甲烷和Xanthene化学类的反应性染料的过程中并将结果与​​活性炭进行比较。

实验

吸附剂Charfines

从水污染物（行业）中获得了氯矿煤的碳化过程中的产物，并用作从水相中除去染料颜色的吸附剂​​，最初清洁并筛分的红醌以106um用作106um研究中的吸附剂。对红醌进行的元素分析显示出碳62.8％，氢1.47％，氮0.84％和氧17.4％，用作染料颜色去除过程中作为吸附剂的吸附剂来评估结合的潜在吸附剂。属于反应性施用类的Xanthene染料用作测试染料。将所需量的反应性红色染料精确称量并溶解在蒸馏水中以制备储备溶液。通过连续稀释储备溶液制备所需浓度的溶液。

吸附研究

所有的批量测试进行临时房间。(27±2°C),反应混合物组成的50毫升的50 mg / l活性染料溶液和200毫克Charfines摄于250毫升密封玻璃瓶和激动水平瓶100 rpm的速度来吸附过程中扩散边界层阻力。在期望的接触时间结束时，瓶子被从振动筛中取出，内容物被过滤并分析残留的颜色浓度。通过在预定时间(10、20、40、60、120、240分钟)分析残留颜色浓度，测定染料吸附平衡时间的吸附动力学，并将结果用于后续批次实验。通过对溶液pH值为2 ~ 11的溶液进行平衡测试，研究了pH对吸附的影响。用0.1N H2调节反应混合物的pHSO4和0.1N NaOH。等温研究是通过改变吸附剂的剂量和保持吸附剂的浓度恒定，将着色物质吸附到charfes上，分离吸附剂，然后将它引入装有蒸馏水、有机和无机溶剂的瓶子中，搅拌一小时，分析颜色浓度。

结果与讨论

动力学研究

在不同接触时段的活性炭（F-400）和结合时的染料颜色吸收率和结合时的结合在于Charfine的情况下，结果表明染料摄取的初始速率迅速，逐渐达到平衡。其中第一炎症峰部分指示染料分子的高吸附吸收。这可能归因于化学血液的相互作用类型。第二阶段表明染料分子缓慢吸收，这表明利用吸附剂表面上的所有活性位点并达到饱和或平衡阶段。第三阶段是吸附吸收相对可忽略的平衡阶段。染料在染料分子上的相对较少的接触相互作用上的初始高吸收。在不同吸附剂上的染料吸附的情况下报道了这种吸附。^{6、8、9、10、13}

表1。 点击这里查看表格

表2. 点击这里查看表格

在活性炭的情况下，吸收曲线的形状与夏粉有一定的不同。最初染料吸收缓慢，逐渐达到平衡。这可能是由于活性炭是微型的，染料吸收必须首先遇到边界层，它必须扩散到吸附剂的表面，最后它必须扩散到吸附剂的多孔结构中。

吸附率研究

接触时间实验描述吸附剂的吸附物的吸收速度可能用于建立动态吸附反应的反应的速率常数。假设染料在吸附剂上的吸附作用为一级反应，得到一级反应速率常数。一阶速率方程- log (C/Ce）=（k / 2.303）* t

其中C是初始染料颜色浓度（mg / l），cE.为平衡染料颜色浓度(mg/l)， t为接触时间(min)， K为一级反应速率常数(min)。

图1:接触时间对活性染料吸附的影响(吸附剂质量= 1000mg，初始染料浓度=50mg/l，温度27±2℃ 点击此处查看数字

图2：溶液pH对染料吸附的影响（吸附质量= 1000mg，初始染料浓度= 50mg / L，温度。27±2°C 点击此处查看数字

上述等式是y = mx类型的日志线性图（C / CE.)和t表明一级反应的有效性。速率常数的值由图2的直线斜率得到，分别为0.0091 min和0.0074 min。该图的直线表明一级反应速率的有效性，枚举染料在炭和活性炭上的吸附作用是一级反应。

水相pH对染料溶液的影响

含水介质的pH对染料颜色的吸附吸收产生了深刻的影响，这可能是由于其对分子的吸附剂表面和电离的影响。溶液对吸附通过红碱吸收的影响和活性炭的影响如图3所示。较低的pH下染料摄取较高，随着染料溶液的pH增加，染料摄取量显着降低。研究研究pH对吸附吸收的影响表明染料的最大摄取在2.0至6.0的pH范围内。在较低的pH下，吸附剂的表面变得正电荷，这将促进颜色阳离子的吸附可能通过换热。在较高的pH范围内的低吸附摄取可能是由于OH离子和染料阴离子的竞争吸附。^1,9,12

结论

对低成本煤基吸附剂的吸附研究（通过褐煤煤的标记期间获得的产物）揭示了其从水相中除去反应性Xanthane染料的能力。在煤染料系统上进行的批量动力学研究表明了测试吸附剂（结合碳和活性炭）的不同染料吸附能力。在结合时染料的初始高吸收可能被推理为归因于化学样品相互作用，同时通过活性炭逐渐吸收可以是指示性的相互作用。煤染料相互作用与第一阶速率方程和地际扩散研究表明，粒子膨胀是边界层效应的复杂相互作用。

致谢

作者们感谢Rakesh Singh博士，校长S.G.P.G.College，Dobhi，Jaunpur，为执行我们的研究工作提供所有必要的实验设施。

参考文献

1. Alexander F，McKay G.，来自流出物中除去基础染料的动力学二氧化硅。化学工程师（1997）319：43-247。
2. 棕色D，Anliker R.，In：Richardson ML（ED）伦敦皇家化学学会化学品风险评估（1988年）。
3. Clorke D，Anliker R，In：Hutzinger O（Ed）环境化学的手册Vol.3a，Springer-Veriag，柏林海德堡，纽约（1980）。
4. Ojha，Priyanka，调查稻壳，煤和石墨表面去除亚甲基蓝和梅欧橙色染料，Ph.D.论文v.b.s.purvanchal大学，jaunpur，印度（2008）。
5. STOLZ A.，基础和应用方面的偶氮染料的微生物降解，微生物生物技术（2001）56：69-80
6. Karthikeyan J.，从工业污水中除去颜色，IN：Trivedi RK（ED）行业污染管理。环境刊物，Karda (1988)
7. Venkata Mohan S，Karthikeyan J，通过吸附在活性炭中从水溶液中除去木质素和单宁颜色。环境民意调查。（1997）97：183-187。
8. Venkata Mohan S.，通过吸附到煤的吸附剂上，从水溶液中除去划船染料颜色。博士论文，S.V.University，Tirupati（1997）。
9. Venkata Mohan S, Chandrasekhar Rao N, Singh等等。那Curr。世界环境。，卷。5（2），345-349（2010）349 karthikeyan J.，从水相中吸附去除亚氮染料到煤的吸附剂上：动力学和机械研究。J危险物质(2002) 90(2): 189 - 204。
10. 王志强，王志强，王志强。煤对水吸附汞(II)的影响。Wat Res。，20(1986): 449 - 452。
11. Namasivayam C，yamuna Rt，通过沼气废弃物从水溶液中除去CANGO红色，J Chem Tech Biotechnol53(1992): 153 - 157。
12. 关键词:活性黄22(偶氮)染料废水水绵sp.waste。管理（2002b）22：575-582。
13. 使用二氧化硅吸附剂从废水中除去碱性染料，使用二氧化硅吸附剂。env。民意调查。（1992）77：79-86。