活性炭中鐵含量對催化作用的影響

最近人類活動的激增導致環境中農業廢物的增加。 為了尋找這些材料的新應用，我們研究了鐵含量（2.5%、5%、10%和15%）對椰子殼制備的活性炭催化性能的影響。 大多數時候，這些材料直接放置在環境中，導致有機物的過度積累。 雖然這種污染物是可生物降解的，但其礦化需要很長時間。 此外，由于人類活動的增加，自然循環越來越困難。 克服這個問題的一個有吸引力的選擇是使用固體廢物作為能源或原料以獲得高價值的產品如活性炭。 它們可以由各種材料制備，如椰子殼、木材、油、泥炭、動物骨骼、種子、鋸末、稻殼和聚合物。

活性炭由于其物理化學性能穩定、硬度高、耐熱、耐腐蝕性和導電性、耐酸堿性和官能團等特點，近年來受到廣泛關注。這些特性，例如比表面積、吸附離子的能力和高比表面積，都可以在制備活性炭的過程中得到控制。由于這些特性，活性炭已用于許多應用，例如吸附氣體或液體，或回收和提純化學品，以及在燃料電池中儲存氫。此外，活性炭亦用作催化劑及載體，用于多種反應，例如乙苯脫氫、工業廢水中的苯酚去除，以及殘余水中的硝酸鹽或有機染料去除。

我們來看看鐵含量對活性炭催化性能的影響。已經發現鐵負載活性炭是通過過氧化氫吸附和氧化的組合過程從水溶液中去除亞甲基藍的有效催化劑。此外，負載磁赤鐵礦的活性炭可以通過吸附作用有效去除水溶液中的人工紅。另一方面，負載鐵復合物的活性炭可以通過Fenton反應去除水溶液中的人工紅。本研究以椰殼為原料制備活性炭，用適當濃度的硝酸鐵水溶液浸泡活性炭得到催化劑，使最終固體中鐵含量達到2.5、5、10和15%。該系統保持攪拌(80 rpm)2小時。將催化劑在120℃下干燥24小時，在氮氣流(100 ml min-1)下加熱(10分鐘℃- 1)至45 ℃,并在此溫度下保持2小時。測試了鐵含量對椰殼活性炭催化性能的影響。當去除亞甲基藍時，評價催化劑并將其用作織物染料的模型化合物。

　　從實驗研究結果我們可以明顯看出，如圖1所示，可以提出在活性炭上形成磁鐵礦粒子的途徑。假設磁鐵礦顆粒主要在技術支撐孔內部，加熱工作期間由浸漬的硝酸鐵形成。據信，由于企業起始材料中如果沒有Fe 2+物質，所以教師首先學生產生影響赤鐵礦。一段發展時間后，一氧化碳由活性炭生成，能夠將一些Fe 3+還原成Fe 2+物種以及生產磁鐵礦。然而，隨著社會還原應從表面已經開始，由于一氧化碳具有不可避免接近，一些赤鐵礦可能出現仍然需要作為一個顆粒中的核心。