活性炭从废水中回收香草酸

　　香草酸是存在于几种工业废水中的有机污染物，也可以被分离成为高附加值产品。因此，从环境和经济角度来看，将其从废水中去除以及回收和分离是符合经济利用的。目前有几种回收香草酸的技术，例如蒸馏、萃取分离、结晶、电渗析和离子交换等。然而，这些技术中的大多数存在与二次污染物产生、高操作成本、极端操作条件和低回收率等不同缺点。在这种情况下，吸附似乎是这些工艺的有希望的替代方案，本次我们研究了两种活性炭用于从水溶液中去除和回收香草酸。

　　香草酸吸附剂制作

　　批量实验中使用的原料是两种果壳。这些天然果壳首先用蒸馏水清洗以去除杂质。接下来，这些材料在110–120℃下干燥24小时，在700℃下燃烧2小时，再用用研磨机中粉碎，并过筛以获得60–200目的粒度。粉末活性炭吸附剂储存在密封容器中，直到使用。

　　荧光光谱法测定香草酸

　　在整个吸附实验中使用荧光光谱来监测香草酸的浓度。从活性炭吸附剂与本体溶液接触的容器中多次取出约3mL的等分试样。将上清液直接转移到3mL石英池中，在278nm的激发波长下记录300和400nm之间的发射光谱。使用360nm处的荧光强度作为分析信号来监测香草酸水平。用荧光分光光度计进行荧光测量。激发和发射单色仪的狭缝分别保持在10nm，并在20℃下记录测量值。

　　接触时间的影响

　　为了估计两种活性炭吸附剂的香草酸平衡浓度，研究了接触时间的影响。从这个意义上说，图1显示了0-120分钟范围内几个接触时间的香草酸水平的演变。可以观察到，活性炭在120分钟接触时间后达到平衡。此外，还研究了不同初始浓度(10–1000mgL)下每种活性炭对香草醛酸的吸附。结果表明，随着初始浓度的增加，达到平衡的时间缩短。考虑到这些经验数据，可以假设活性炭1的回收效率更高，因为与活性炭2相比，使用这种活性炭时，香兰酸的平衡浓度更低。

　　图1：接触时间对香草酸平衡浓度的影响。

　　吸附等温线研究

　　实验中有三种等温线模型的拟合结果。在同一行中，图2以图形方式显示了实验结果，以供进一步比较和理解。这些图中绘制的结果证明了三种等温线模型的不同性能，用于表示两种活性炭上香草酸的实验平衡数据。具体而言，估计的平衡吸附容量qe与Langmuir等温线的实验值qe,exp高度相似，因为它对两种吸附材料的实验结果进行了最准确的预测。然而，Temkin等温线提供了与实验数据最差的拟合。

　　图2：Langmuir、Freundlich和Temkin等温线。

　　活性炭从废水中回收香草酸，根据实验结果表明，随着接触时间的增加，香草酸水平显着降低。此外，达到平衡所需的时间随着初始浓度的增加而增加。另一方面，等温线研究表明，Langmuir等温线对实验数据的预测最准确，而Temkin等温线提供的数据拟合最差。此外，Langmuir等温线模型的最大吸附容量都比较高，这意味着吸附过程变得有利。Freundlich等温线的n系数也支持这一结论，这表明通过这些活性炭的吸附过程得到了增强。根据所取得的结果，发现这种由果壳制成的活性炭吸附剂具有去除水和废水中香草酸的有效因素，使吸附过程更具吸引力。