/sat-trung-khu-trung-chuong-trai.html
/xu-ly-nuoc-thai.html
/thiet-bi-khu-mui/may-khu-mui-da-nang-drozone-smart-clean-pro.html

Ứng dụng than hoạt tính thu hồi nguyên tố đất hiếm terbi từ dung dịch lỏng

Nguyên tố đất hiếm ngày càng thu hút được nhiều sự quan tâm của giới khoa học và công nghiệp vì đặc tính và vai trò chủ chốt của chúng trong một số lĩnh vực. Những yếu tố này là một phần quan trọng của một số vật liệu điện và điện tử. Tuy nhiên, sự lắng đọng của các nguyên tố đất hiếm tự nhiên còn hạn chế, dẫn đến sự phụ thuộc nhiều vào các nguồn tài nguyên thứ cấp. Phương pháp hấp phụ là một phương pháp luyện kim thủy luyện dễ sử dụng và chi phí thấp, là một phương pháp phổ biến để thu hồi các nguyên tố và kim loại đất hiếm từ các dung dịch nước và các môi trường khác nhau. Vì than hoạt tính có độ phản ứng bề mặt, độ xốp và tổng diện tích bề mặt cao, chúng là chất hấp phụ hữu ích.
Ứng dụng than hoạt tính thu hồi nguyên tố đất hiếm terbi từ dung dịch lỏng
Do sự phát triển không ngừng của công nghệ nên rất nhiều rác thải thiết bị điện, điện tử (hay còn gọi là rác thải điện tử) được sản sinh ra. Sau khi biết rằng kim loại hoặc các nguyên tố đất hiếm có thể được chiết xuất từ những chất thải điện tử này, chúng tôi bắt đầu nghiên cứu cách chiết xuất chúng rẻ và tiện lợi hơn. Ví dụ, từ màn hình tinh thể lỏng và màn hình plasma (LCD / PDP), điện thoại di động, bảng mạch trong ngành công nghiệp ô tô, nam châm vĩnh cửu và phốt pho. Để thực hiện việc thu hồi các nguyên tố đất hiếm, các hoạt động luyện kim thủy lực liên quan đến quá trình rửa trôi, kết tủa hóa học, trao đổi ion và các công nghệ màng lỏng nhũ tương liên tục được phát triển. Tuy nhiên, trong hầu hết các trường hợp, các công nghệ này có hiệu suất thu hồi các nguyên tố đất hiếm thấp, tốn kém và mất nhiều thời gian. Vì vậy, việc ứng dụng than hoạt tính làm chất hấp phụ để thu hồi terbi từ dung dịch lỏng đã được nghiên cứu. Than hoạt tính được điều chế bằng phương pháp hydroalcoholic sau đó là quá trình hoạt hóa vật lý. Một số thông số như pH, nhiệt độ và lượng chất hấp phụ của dung dịch đã được nghiên cứu để đánh giá ảnh hưởng của chúng đến quá trình hấp phụ.

Thí nghiệm giải hấp phụ than hoạt tính hấp phụ terbi

Thí nghiệm hấp phụ: Sử dụng bình phản ứng thủy tinh lắc cơ học ở 25 ° C để nghiên cứu sự hấp phụ trên than hoạt tính thông qua các thí nghiệm hàng loạt. Đối với thí nghiệm hấp phụ, hòa tan terbi nitrat hexahydrat trong nước để thu được dung dịch 1g / L. Sau đó, 0,025 g than hoạt tính được tiếp xúc với 0,1 L dung dịch terbi (giá trị pH là 5) chứa 0,005 g / L kim loại. Để phân tích ảnh hưởng của pH, giá trị pH của dung dịch được điều chỉnh bằng HCl 0,1M cho đến khi đạt được giá trị pH yêu cầu bằng cách sử dụng đệm trong máy đo pH hiệu chuẩn.
Thí nghiệm giải hấp: Thí nghiệm giải hấp cũng được thực hiện trong bình phản ứng thủy tinh có lắc cơ học ở nhiệt độ phòng. Để thu hồi terbi bị hấp phụ trên than hoạt tính, chất hấp phụ đã lọc được nạp terbi được thêm vào dung dịch HCl 0,2M và 0,5M. Ngoài ra, đối với một liều lượng cố định của than hoạt tính nạp terbi, các thể tích dung dịch giải hấp phụ khác nhau đã được nghiên cứu. Sau một khoảng thời gian tương ứng, đánh giá nồng độ trong dung dịch thu được và tốc độ giải hấp.

Đặc tính của than hoạt tính để xử lý cồn trong nước

Các đặc tính của cấu trúc xốp được đo bằng phương pháp hấp phụ-giải hấp nitơ sử dụng diện tích bề mặt gia tốc và phương pháp tạo độ xốp. Đường đẳng nhiệt giải hấp phụ của than hoạt tính được thể hiện trong Hình 1. Sự gia tăng đáng kể lượng hấp phụ ở áp suất thấp đã được tìm thấy, điều này cho thấy sự hiện diện của các vật liệu vi xốp. Ngoài ra, có thể quan sát thấy một vòng lặp trễ. Phần dưới của vòng lặp trễ biểu thị sự lấp đầy của trung bì, trong khi phần trên là do làm trống. Do đó, kết quả thu được cho thấy vật liệu thu được có cả vi hạt và trung bì.
Ứng dụng than hoạt tính thu hồi nguyên tố đất hiếm terbi từ dung dịch lỏng
Hình 1: Đường đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấp phụ nitơ than hoạt tính được sản xuất.
Hình ảnh hiển vi FE-SEM của than hoạt tính được thể hiện trong Hình 2. Than hoạt tính thu được cho thấy các đại bào tử không đồng đều trên bề mặt và có một số lượng lỗ rỗng nhỏ. Ngoài ra, bề mặt rỗ và nứt đã được tìm thấy. Do quá trình xử lý nên bề mặt là đại diện tiêu biểu của than hoạt tính vật lý. Tuy nhiên, ở độ phóng đại cao hơn, có thể quan sát được các vi cấu trúc trung tính. Người ta thấy rằng kích thước lỗ nhỏ hơn 1 μm. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với kết quả của phép đo BET, cho thấy cấu trúc trung tính của vật liệu được nghiên cứu.
Ứng dụng than hoạt tính thu hồi nguyên tố đất hiếm terbi từ dung dịch lỏng
Hình 2: Hình ảnh kính hiển vi điện tử quét phát xạ trường (FE-SEM) của than hoạt tính. Mặt trong hiển thị hình ảnh hiển vi có độ phóng đại cao hơn.

Kiểm tra điều kiện của đất nung hấp phụ than hoạt tính

Ảnh hưởng của giá trị pH của dung dịch được tìm thấy thông qua thử nghiệm hấp phụ, và nó tăng lên khi giá trị pH tăng lên. Nói chung, than hoạt tính thể hiện một điểm pH bằng không (pH PZC) thấp. Ở giá trị pH thấp hơn giá trị pH tương ứng của PZC, bề mặt của than hoạt tính mang điện tích dương, trong khi ở giá trị pH cao hơn giá trị pH của PZC, bề mặt mang điện tích âm. Kết quả thu được có thể chỉ ra rằng bề mặt dòng điện xoay chiều chủ yếu tích điện dương ở pH từ 2-3, do đó có lực đẩy tĩnh điện giữa bề mặt và ion terbi của nguyên tố đất hiếm. Do đó, hầu như không xảy ra hiện tượng hấp phụ. Tuy nhiên, khi giá trị pH tăng lên, bề mặt của than hoạt tính trở nên tích điện âm, và sự hấp phụ của terbi tăng lên. Người ta thấy rằng phần trăm độ hấp phụ của pH 2, 3, 4 và 5 lần lượt là 32,5%, 65% và 87,5%. Do đó, thí nghiệm hấp phụ tiếp theo được thực hiện ở pH 5, và trong điều kiện thí nghiệm hiện tại, một độ hấp phụ lớn hơn đã thu được.
Vì nhiệt độ thực hiện quá trình hấp phụ có thể làm tăng hoặc hạn chế quá trình, một số thí nghiệm đã được thực hiện ở các nhiệt độ khác nhau. Người ta thấy rằng khi nhiệt độ tăng, khả năng hấp phụ tăng lên. Khi nhiệt độ tăng từ 25 ° C đến 40 ° C, hiệu ứng này trở nên rõ ràng hơn, và phần trăm hấp phụ tăng từ 87,5 đến 97,7%. Ngoài ra, khi nhiệt độ thí nghiệm tăng lên 60 ° C, quá trình hấp phụ của các nguyên tố đất hiếm gần về định lượng. Kết quả thu được chỉ ra rằng sự tăng nhiệt độ thực tế không ảnh hưởng đến khả năng hấp phụ. Mặt khác, khi nhiệt độ tăng, trạng thái cân bằng đạt được sớm hơn. Thời gian cân bằng để đạt 25 °C là 60 phút, và thời gian cân bằng để đạt 40 °C và 60 °C gần như giống nhau, tương đương với 40 phút.
Để phân tích dãy động học liên quan đến quá trình hấp phụ của các nguyên tố đất hiếm, và lắp nó vào mô hình tương ứng. Đối với dải nhiệt độ 25–60 °C, dữ liệu thí nghiệm phù hợp nhất là mô hình động học bậc hai giả. Do đó, hằng số động học và khả năng hấp phụ cân bằng được tìm thấy khi nhiệt độ tăng. Điều đáng chú ý ở đây là ở ba nhiệt độ, dung lượng hấp phụ tính toán tương tự như dung lượng hấp phụ thực nghiệm.
Ứng dụng than hoạt tính thu hồi nguyên tố đất hiếm terbi từ dung dịch lỏng
Hình 3: Sự phù hợp của động học hấp phụ: (a) mô hình giả tuyến tính bậc nhất, (b) mô hình giả bậc hai tuyến tính, (c) mô hình Elovich.

Quá trình giải hấp

Sử dụng than hoạt tính được nạp terbi để nghiên cứu bước hấp thụ. Các chất rắn này được cho tiếp xúc với dung dịch HCl có nồng độ 0,2M và 0,5M, người ta phân tích thể tích dịch rửa giải trên mỗi khối lượng chất hấp phụ. Khi mối quan hệ giữa thể tích dung dịch rửa giải (mL) / khối lượng cacbon hoạt tính (g) tăng lên, phần trăm giải hấp trên thực tế là như nhau đối với hai nồng độ HCl được sử dụng trong thí nghiệm giải hấp. Tuy nhiên, khi tăng nồng độ của dịch rửa giải từ 0,2M lên 0,5M, tỷ lệ thu hồi kim loại trong dịch rửa giải tăng từ 66% lên 86%. Những kết quả này chỉ ra rằng các nguyên tố đất hiếm có thể được thu hồi tốt từ than hoạt tính do tải trọng thu được.
Than hoạt tính thu hồi nguyên tố đất hiếm terbi từ dung dịch lỏng, điều này chứng tỏ rằng than hoạt tính đã chuẩn bị có thể hấp phụ terbi và có thể thu hồi tốt hơn nguyên tố đất hiếm trong dung dịch nước. Than hoạt tính được tạo ra có một số đặc điểm, và đường đẳng nhiệt hấp phụ-giải hấp nitơ cho thấy có cả vi hạt và trung bào. Khả năng hấp phụ của than hoạt tính tăng khi pH tăng (từ 2 đến 5), có thể do điện tích bề mặt của than hoạt tính tạo thành. Ngoài ra, khả năng hấp phụ được nhận thấy là tăng theo nhiệt độ, cho thấy rằng đây là một quá trình thu nhiệt. Dữ liệu thí nghiệm phù hợp nhất tương ứng với đường đẳng nhiệt hấp phụ Langmuir loại 1 và mô hình động học bậc hai giả. Ngoài ra, các nghiên cứu nhiệt động lực học đã chỉ ra rằng quá trình hấp phụ của than hoạt tính đối với terbi là thu nhiệt và tự phát. Cuối cùng, khử hấp thụ terbi khỏi than hoạt tính được nạp trong điều kiện có tính axit. Tỷ lệ giải hấp của terbi khoảng 87%, cho thấy có thể thu hồi terbi bằng than hoạt tính. 
Sức khỏe - Môi trườngSức khỏe - Môi trường khác
ĐỐI TÁC ĐỒNG HÀNH CÙNG SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CHÚNG TÔI
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • /
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
Messenger Nhắn Zalo Gọi điện