分享自:

农业废弃物基活性炭去除石油炼厂废水中的硫化氢

期刊:materials today: proceedings

这篇文档属于类型a,即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告:


作者与机构
本研究的主要作者包括Omar Abed Habeeb、Ramesh Kanthasamy、Shihab Ezzuldin M. Saber和Olusegun Abayomi Olalere。研究团队分别来自伊拉克石油部的North Refineries Company以及马来西亚彭亨大学(Universiti Malaysia Pahang)的化学与自然资源工程学院。该研究发表于2020年的期刊《Materials Today: Proceedings》上。

学术背景
本研究属于环境工程与材料科学领域,主要关注石油精炼废水中的硫化氢(H₂S)去除问题。硫化氢是一种剧毒污染物,不仅对人类健康构成威胁,还会导致环境和经济损失。石油精炼过程中产生的废水含有高浓度的硫化氢,因此需要开发一种高效、低成本且环保的处理方法。活性炭(activated carbon)是一种常用的吸附剂,但其制备成本较高。本研究旨在利用农业废弃物(如椰壳、棕榈仁壳和木屑)制备低成本活性炭,并评估其对硫化氢的吸附性能。

研究流程
研究主要包括以下几个步骤:
1. 吸附剂制备
从农业废弃物(椰壳、棕榈仁壳和木屑)中提取原料,经过清洗、干燥、研磨和筛分后,与氢氧化钾(KOH)混合,在氮气环境中加热至750°C进行化学活化,随后用二氧化碳处理,最终制备出三种活性炭(分别标记为ACCNS、ACPKS和ACWSD)。
2. 吸附剂表征
使用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDX)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、比表面积分析(BET)和热重分析(TGA)等技术对活性炭的物理和化学性质进行表征。
3. 吸附实验
将制备的活性炭用于模拟石油精炼废水中硫化氢的吸附实验,比较三种活性炭的去除效率(RE)。
4. 数据分析
通过SEM、EDX、FTIR和BET等数据,分析活性炭的吸附机制和性能差异。

主要结果
1. 吸附剂表征结果
SEM图像显示,活性炭表面具有多孔结构,化学活化过程有效增加了孔隙率。EDX分析表明,吸附后活性炭表面检测到硫元素,证实了硫化氢的吸附。FTIR光谱显示,吸附过程中某些官能团(如胺基)消失,表明其参与了硫化氢的化学吸附。BET分析表明,ACPKS的比表面积最大,为776.4 m²/g。
2. 吸附实验结果
ACPKS表现出最高的硫化氢去除效率(93.7%),其次是ACCNS(89%)和ACWSD(68%)。这一结果与ACPKS的高比表面积和表面化学性质密切相关。
3. 吸附机制分析
硫化氢的吸附主要通过化学吸附和物理吸附共同作用。活性炭表面的钾离子(K⁺)与硫化氢的氢硫根离子(HS⁻)发生反应,形成硫化钾(K₂S),从而实现了硫化氢的去除。

结论
本研究成功利用农业废弃物制备了低成本活性炭,并证明其在去除石油精炼废水中的硫化氢方面具有显著效果。特别是ACPKS,由于其高比表面积和表面化学性质,表现出最佳的吸附性能。该研究为石油精炼废水的处理提供了一种环保且经济的解决方案,同时为农业废弃物的资源化利用开辟了新途径。

研究亮点
1. 利用农业废弃物制备低成本活性炭,具有显著的环保和经济价值。
2. 通过化学活化过程显著提高了活性炭的吸附性能。
3. ACPKS在硫化氢去除效率上表现最佳,为实际应用提供了重要参考。
4. 研究采用了多种表征技术(如SEM、EDX、FTIR和BET),全面分析了活性炭的吸附机制。

其他有价值的内容
研究还探讨了活性炭制备过程中温度、接触时间和浸渍比对孔隙结构和比表面积的影响,为优化活性炭制备工艺提供了理论依据。此外,研究团队对吸附过程中pH值的变化进行了分析,发现碱性环境有助于提高硫化氢的去除效率。


以上报告全面介绍了该研究的背景、流程、结果和意义,为相关领域的研究者提供了详细参考。

上述解读依据用户上传的学术文献,如有不准确或可能侵权之处请联系本站站长:admin@fmread.com