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活性炭对钪和钕的吸附性能

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活性炭对钪和钕的吸附性能

发布日期:2017-12-16 作者:江苏嘉和炭业科技股份北京快乐8 点击:

活性炭对钪和钕的吸附性能,本次研究的目的是研究活性炭对钪(Sc)和钕(Nd)这两种稀土元素(REEs)对的吸附,活性炭使用木屑为前体材料制成,并且采用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),变换红外光谱(FTIR)和热重(TG)分析等技术对活性炭炭进行表征,零电荷点(pH PZC)也被确定。实验条件为:吸收浓度1-10 g·L -1,溶液稀土元素浓度20 mg·L -1,接触时间平衡24小时,温度25℃,搅拌速度350转/分钟。还做了活性炭的效率与普通炭的效率相比较。

稀土元素(REE)是17种化学元素的组合,与金,银和铂相比,在地壳中更丰富。但是,由于它们不是以集中形式存在,所以它们的提取是具有挑战性的。虽然稀土元素的使用量很小,但是它们对生产多种器件(包括移动电话,计算机硬盘驱动器,荧光灯泡,催化剂,磁铁,冰箱和其他日常用品)中所使用的元件至关重要。它们也被用于飞机,混合动力汽车,电动汽车和风力涡轮机等。在几个高科技行业,清洁能源和更高效的运输和通讯系统生产更复杂的设备的需求表明,这些元素的需求可能在未来几年迅速增加。所以现在它们的经济价值很高。

活性炭是固体,多孔的和富含碳的材料,大多原材料为生物质热解产生的,并且通过高温蒸汽或者化学活化而成的。活性炭的性能主要取决于原料的组成,热处理的类型和使用的温度。可作为土壤改良剂,用于改善骨料的稳定性,阳离子交换能力,保水性和通气性。此外,它被认为是一种可再生能源,并且由于碳的高度稳定性,它有助于土壤中的固碳和缓解全球变暖。因此,通过它的多种用途,活性炭可以促进农业废弃物物价稳定措施,保存资源,经济的改善尤其是在退化地区和整体可持续农业发展。所以这次研究活性炭吸附钪和钕,我们采用了几种分析技术通过化学模型确定溶液中Sc和Nd物种的形态,提供动力学和平衡数据,并讨论潜在的吸附机理。

实验材料的制备

在本研究中用作的活性炭粒度为1.5-4.0mm。所作为对比物的生物炭在350和550℃下经受缓慢热解锯末生产的(分别为Sd350和Sd550)。过程为使用少量原料进行热解,例如放置50g在改进的实验室炉中的瓷囊。保留时间为60分钟,加热速率保持在10℃·分钟-1。N 2气体以100 mL·min -1的速率加入炉中60 min去除空气。

进行地球化学建模,以确定水溶液中Nd和Sc物种的形态。为了从其他来源获得的附加溶解度数据扩展以增加可靠性。含水地球化学模拟使得能够计算主要的Nd和Sc物质,并通过在吸附实验中的特定条件(pH,浓度和组成)下使用饱和指数(SI)来确定溶解度控制相,这项研究。相饱和指数计算为SI = log(IAP / Ksp),其中IAP是在不同pH值下相关反应的离子活性产物,Ksp是溶解度产物常数。饱和指数大于零表示过饱和,低于零表示饱和度不足,接近零的值表示与矿物相平衡。


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