利用橄榄核制备环保型活性炭用于吸附酒石黄：等温动力学与热力学研究

《Scientific Reports》：Development of eco-friendly activated carbon from olive pits for the adsorption of tartrazine with isotherm kinetic and thermodynamic studies

　　

摘要

合成染料排放到水体中会对环境造成长期威胁，因为它们难以自然降解、具有毒性，并会对生态系统产生长期影响。在本研究中，废弃的橄榄核被作为一种木质纤维素前体，通过磷酸活化法制备成活性炭。研究人员使用了多种分析工具（包括pHpzc、FTIR、SEM、XPS和XRD）来检测所制备材料的结构、物理化学和形态特性。通过一系列批次实验（包括pH值、初始染料浓度、吸附剂用量、接触时间和温度）评估了关键工艺变量对酒石黄吸附能力的影响。在酸性介质（pH = 2）条件下，当吸附剂用量为40毫克、初始酒石黄浓度为40毫克/升、接触时间为24小时、温度为298开尔文时，吸附效果最佳。根据BET模型计算，最大吸附容量为47.18毫克/克；伪二级动力学模型（R2 = 0.9996）对实验数据拟合得最好，其Qe值为31.39毫克/克。热力学参数（ΔH° = -10328焦耳/摩尔；ΔG° = -1409至-1794焦耳/摩尔）表明该过程是放热且自发的。伪二级动力学模型和热力学分析的结果表明，该吸附过程以物理吸附为主。这些发现共同证明了H3PO4活化的橄榄核炭是一种高性能、成本低廉且环保的材料，适用于从水体中去除酒石黄。