氧化锌改性甘蔗渣生物炭对孔雀石绿染料吸附的动力学与热力学分析

《ChemistrySelect》：Kinetic and Thermodynamic Analysis of the Adsorption of Malachite Green Dye by ZnO-Modified Sugarcane Bagasse Biochar

本研究通过浸渍法制备了ZnO修饰甘蔗渣生物炭纳米复合材料（ZnO-SBB NCs），用于去除废水中的有毒马氏绿染料。实验表明，该材料具有高吸附效率（75.30-80.40 mg/g），符合Langmuir等温模型和伪二级动力学模型，热力学分析显示吸附为自发吸热过程，经5次循环后仍保持94%的去除效果。

　　

图形摘要

通过浸渍法制备了ZnO改性的甘蔗渣生物炭纳米复合材料，用于去除废水中的有毒孔雀石绿染料。

摘要

本研究的目的是通过浸渍法制备有效的ZnO改性甘蔗渣生物炭纳米复合材料，以去除废水中的有毒孔雀石绿（MG）染料。本文的创新之处在于其经济性、技术适用性以及易于获取吸附剂原料，同时对环境的影响较小。采用超声处理方法制备了ZnO改性的甘蔗渣生物炭纳米复合材料（ZnO-SBB NCs）。通过FTIR、SEM-EDX、XPS和BET等多种方法对这些纳米复合材料进行了表征。这些纳米复合材料能够自组装成球形纳米颗粒，平均水动力直径分别为约428.7 nm（0.3 ZnO-SBB）和544.4 nm（0.5 ZnO-SBB），在水溶液中具有较高的溶解性。实验结果表明，MG染料在纳米复合材料上的吸附过程符合Langmuir吸附等温模型和伪二级动力学规律。0.3 ZnO-SBB和0.5 ZnO-SBB纳米复合材料的最大吸附效率分别为75.30 mg/g和80.40 mg/g。热力学分析表明，MG染料在ZnO-SBB NCs上的吸附是一个吸热且自发的过程。经过五次循环后，纳米复合材料的去除效果仍保持在94%左右。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。