DE202023100304U1

DE202023100304U1 - System zur hohen adsorptiven Entfernung von kationischem Farbstoff unter Verwendung von mit anionischen Tensiden modifizierter Aktivkohle

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Publication number: DE202023100304U1
Application number: DE202023100304.4U
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Priority date: 2023-01-23
Filing date: 2023-01-23
Publication date: 2023-02-20
Anticipated expiration: 2033-01-24

Abstract

System zur hohen adsorptiven Entfernung von kationischem Farbstoff unter Verwendung von mit anionischem Tensid modifizierter Aktivkohle, wobei das System umfasst:
eine Reinigungskammer zum Waschen der Reishülsen mit Wasser, um Schmutz und andere Verunreinigungen zu entfernen;
einen Ofen zum Trocknen von Reishülsen für 12 Stunden bei 110 °C, wobei diese zerkleinert und in Fraktionen mit einer durchschnittlichen Korngröße von 1.0 mm gesiebt werden;
eine Karbonisierungskammer, in der die Schalen 90 Minuten lang bei 400 °C mit einem Stickstoffstrom von 300 ml/min verkohlt werden, wodurch die Proben mit NaOH imprägniert werden, und die 12 Stunden lang bei 120 °C getrocknet wird;
eine Heizkammer zum 20-minütigen Erhitzen des Materials bei 400 °C in Gegenwart von Stickstoff mit einer Durchflussrate von 300 ml/min;
eine Mühle zum Zerkleinern des Wirkstoffs und Neutralisieren mit 0.1M HCl, wobei mehrfach mit destilliertem Wasser hoher Temperatur gewaschen wird, um den pH-Wert konstant zu halten; und
eine Tensidmodifizierungsverarbeitungskammer zur Durchführung der Tensidmodifizierung von Aktivkohle zur Herstellung von mit anionischem Tensid modifizierter Aktivkohle.

Description

BEREICH DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein System zur hochadsorptiven Entfernung von kationischem Farbstoff unter Verwendung von mit anionischen Tensiden modifizierter Aktivkohle, insbesondere zur Entfernung eines solchen sehr schädlichen synthetischen Farbstoffs Kristallviolett (CV) aus dem Abwasser mit Hilfe der Adsorptionstechnik.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Adsorption ist eine der bekanntesten Techniken zur Entfernung verschiedener Arten von schädlichen Farbstoffen aus dem Abwasser. Um Farbstoffe aus dem Abwasser zu entfernen, sind verschiedene Arten von Adsorptionsmitteln (Material, das zur Entfernung von Farbstoffen verwendet wird) in der Praxis im Einsatz, wobei die Verwendung von herkömmlicher, aus verschiedenen Materialien hergestellter Aktivkohle weit verbreitet ist.
In Anbetracht der vorangegangenen Diskussion wird deutlich, dass ein System für eine hohe adsorptive Entfernung von kationischem Farbstoff unter Verwendung von mit anionischen Tensiden modifizierter Aktivkohle erforderlich ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenlegung zielt darauf ab, ein System für hohe adsorptive Entfernung von kationischen Farbstoff mit anionischen Tensid modifizierte Aktivkohle und sehr schädlichen synthetischen Farbstoff Kristallviolett (CV) aus der Probe Abwasser mit Hilfe der Adsorption Technik.
In einer Ausführungsform wird ein System zur hochadsorptiven Entfernung von kationischem Farbstoff unter Verwendung von mit anionischen Tensiden modifizierter Aktivkohle offenbart. Das System umfasst eine Reinigungskammer zum Waschen von Reishülsen mit Wasser, um Schmutz und andere Verunreinigungen zu entfernen. Das System umfasst ferner einen Ofen zum Trocknen von Reishülsen für 12 Stunden bei 110 °C, wobei diese zerkleinert und in Fraktionen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 1.0 mm gesiebt werden. Das System umfasst ferner eine Karbonisierungskammer zum Karbonisieren der Schalen bei 400 °C für 90 Minuten mit einem Stickstoffstrom von 300 ml/min, wodurch die Proben mit NaOH imprägniert und 12 Stunden lang bei 120 °C getrocknet werden. Das System umfasst ferner eine Heizkammer zum Erhitzen des Materials bei 400 °C für 20 Minuten in Gegenwart von Stickstoff mit einer Durchflussrate von 300 ml/min. Das System umfasst ferner eine Mühle zum Zerkleinern des Wirkstoffs und zum Neutralisieren mit 0.1 M HCl, wobei mehrfach mit destilliertem Wasser hoher Temperatur gewaschen wird, um den pH-Wert konstant zu halten. Das System umfasst ferner eine Kammer für die Modifikation von Tensiden zur Durchführung der Tensidmodifikation von Aktivkohle zur Herstellung von mit anionischen Tensiden modifizierter Aktivkohle.
In einer anderen Ausführungsform wird ein kationischer Farbstoff, vorzugsweise Kristallviolett (C2₅N₃H₃₀Cl) mit einer molaren Masse von 407.99 g/mol, als Adsorbat verwendet, und das anionische Tensid Natriumlaurylsulfat wird verwendet, um Aktivkohle zu modifizieren, und die resultierende modifizierte Aktivkohle (ACMAS) wird als Adsorptionsmittel verwendet.
In einer anderen Ausführungsform werden 8.60 mM anionisches Tensid Natriumlaurylsulfat (SLS) und 5 g Aktivkohle in 100 ml Lösung zugegeben, wobei die Aktivkohle (AC) filtriert und mit entionisiertem Wasser gespült wird, nachdem sie 6 Stunden lang in einem Schüttler bei 303 K geschüttelt wurde.
In einer anderen Ausführungsform wird die gefilterte Aktivkohle nach Beendigung der Oszillation 24 Stunden lang bei 313 K in einem lufttrocknenden Ofen getrocknet, bevor sie an einem versiegelten und trockenen Ort aufbewahrt wird, um die Aktivkohle mit Tensiden zu modifizieren.
In einer anderen Ausführungsform erweist sich die Tensidkonzentration, die der kritischen Mizellenkonzentration entspricht, als optimal für die Adsorption, wobei das Natriumlaurylsulfat eine kritische Mizellenkonzentration von 8.,60 mM bei einer Temperatur von 28°C aufweist, um anionische, mit Tensiden modifizierte Aktivkohle (ACMAS) zu erhalten.
In einer anderen Ausführungsform wird das erhaltene Material durch Erhöhen der Temperatur auf 800 °C bei einer Erwärmungsrate von 10 °C aktiviert, wobei die Endtemperatur 60 Minuten lang beibehalten wird.
In einer anderen Ausführungsform werden die Aktivkohleproben nach dem Waschen 24 Stunden lang unter Vakuum bei 120 °C in einem Exsikkator getrocknet, um Aktivkohle herzustellen.
In einer anderen Ausführungsform umfasst die Zusammensetzung aus mit anionischem Tensid modifizierter Aktivkohle: einen Pulverextrakt aus Reishülsen von 100-1000 Gramm; einen Flüssigextrakt aus Natriumhydroxid von 100-1000 Milliliter; einen Flüssigextrakt aus Kristallviolett von 1-10 Milliliter; und einen Flüssigextrakt aus anionischem Tensid Natriumlaurylsulfat von 1-10 Milliliter.
Gegenstand der vorliegenden Offenbarung ist die Entfernung von kationischem Farbstoff mit hohem Adsorptionsvermögen unter Verwendung von mit anionischen Tensiden modifizierter Aktivkohle.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Offenlegung ist es, einen solchen sehr schädlichen synthetischen Farbstoff Kristallviolett (CV) mit Hilfe der Adsorptionstechnik aus dem Abwasser zu entfernen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein schnelles und kostengünstiges System für eine hohe adsorptive Entfernung von kationischem Farbstoff unter Verwendung von mit anionischen Tensiden modifizierter Aktivkohle bereitzustellen.
Zur weiteren Verdeutlichung der Vorteile und Merkmale der vorliegenden Offenbarung wird eine genauere Beschreibung der Erfindung durch Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen gegeben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Es wird davon ausgegangen, dass diese Zeichnungen nur typische Ausführungsformen der Erfindung darstellen und daher nicht als Einschränkung des Umfangs der Erfindung zu betrachten sind. Die Erfindung wird mit zusätzlicher Spezifität und Detail mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben und erläutert werden.
Figurenliste
Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden besser verstanden, wenn die folgende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in denen gleiche Zeichen gleiche Teile in den Zeichnungen darstellen, wobei:

1 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems zur hochadsorptiven Entfernung von kationischem Farbstoff unter Verwendung von mit anionischen Tensiden modifizierter Aktivkohle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
2 zeigt die chemische Struktur von Kristallviolett in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
3 zeigt eine (CV)-Sorption auf verschiedenen Aktivkohlen (AC) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
4 veranschaulicht ein chemisches Phänomen der CV-Sorption an der Oberfläche von mit anionischen Tensiden modifizierter Aktivkohle (ACMAS) in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
5 zeigt das Routinespektrum der Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR) für (a) ACMAS vor der Adsorption (b) mit CV beladene ACMAS gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
6 veranschaulicht Tabelle 1 zeigt die Langmuir-Qe-Werte für die Adsorption von CV-Farbstoffen unter Verwendung verschiedener Adsorptionsmittel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
7 veranschaulicht die in Tabelle 2 dargestellten isothermen Konstanten für die Sorption von CV an ACMAS gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.

Der Fachmann wird verstehen, dass die Elemente in den Zeichnungen der Einfachheit halber dargestellt sind und nicht unbedingt maßstabsgetreu gezeichnet wurden. Die Flussdiagramme veranschaulichen beispielsweise das Verfahren anhand der wichtigsten Schritte, um das Verständnis der Aspekte der vorliegenden Offenbarung zu verbessern. Darüber hinaus kann es sein, dass eine oder mehrere Komponenten der Vorrichtung in den Zeichnungen durch herkömmliche Symbole dargestellt sind, und dass die Zeichnungen nur die spezifischen Details zeigen, die für das Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung relevant sind, um die Zeichnungen nicht mit Details zu überfrachten, die für Fachleute, die mit der vorliegenden Beschreibung vertraut sind, leicht erkennbar sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Um das Verständnis der Erfindung zu fördern, wird nun auf die in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsform Bezug genommen und diese mit bestimmten Worten beschrieben. Es versteht sich jedoch von selbst, dass damit keine Einschränkung des Umfangs der Erfindung beabsichtigt ist, wobei solche Änderungen und weitere Modifikationen des dargestellten Systems und solche weiteren Anwendungen der darin dargestellten Grundsätze der Erfindung in Betracht gezogen werden, wie sie einem Fachmann auf dem Gebiet der Erfindung normalerweise einfallen würden.
Der Fachmann wird verstehen, dass die vorstehende allgemeine Beschreibung und die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft und erläuternd für die Erfindung sind und diese nicht einschränken sollen.
Wenn in dieser Beschreibung von „einem Aspekt“, „einem anderen Aspekt“ oder ähnlichem die Rede ist, bedeutet dies, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft, die im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben wird, in mindestens einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung enthalten ist. Daher können sich die Ausdrücke „in einer Ausführungsform“, „in einer anderen Ausführungsform“ und ähnliche Ausdrücke in dieser Beschreibung alle auf dieselbe Ausführungsform beziehen, müssen es aber nicht.
Die Ausdrücke „umfasst“, „enthaltend“ oder andere Variationen davon sollen eine nicht ausschließliche Einbeziehung abdecken, so dass ein Verfahren oder eine Methode, die eine Liste von Schritten umfasst, nicht nur diese Schritte einschließt, sondern auch andere Schritte enthalten kann, die nicht ausdrücklich aufgeführt sind oder zu einem solchen Verfahren oder einer solchen Methode gehören. Ebenso schließen eine oder mehrere Vorrichtungen oder Teilsysteme oder Elemente oder Strukturen oder Komponenten, die mit „umfasst...a“ eingeleitet werden, nicht ohne weitere Einschränkungen die Existenz anderer Vorrichtungen oder anderer Teilsysteme oder anderer Elemente oder anderer Strukturen oder anderer Komponenten oder zusätzlicher Vorrichtungen oder zusätzlicher Teilsysteme oder zusätzlicher Elemente oder zusätzlicher Strukturen oder zusätzlicher Komponenten aus.
Sofern nicht anders definiert, haben alle hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung, wie sie von einem Fachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Erfindung gehört, allgemein verstanden wird. Das System, die Methoden und die Beispiele, die hier angegeben werden, dienen nur der Veranschaulichung und sind nicht als Einschränkung gedacht.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines Systems zur hochadsorptiven Entfernung von kationischem Farbstoff unter Verwendung von mit anionischen Tensiden modifizierter Aktivkohle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das System 100 umfasst eine Reinigungskammer 102, in der Reishülsen mit Wasser gewaschen werden, um Schmutz und andere Verunreinigungen zu entfernen.
In einer Ausführungsform ist ein Ofen 104 mit der Reinigungskammer 102 gekoppelt, in dem die Reishülsen 12 Stunden lang bei 110 °C getrocknet und dabei in Fraktionen mit einer durchschnittlichen Korngröße von 1.0 mm zerkleinert und gesiebt werden.
In einer Ausführungsform wird eine Karbonisierungskammer 106 mit dem Ofen 104 gekoppelt, um die Schalen 90 Minuten lang bei 400 °C mit einem Stickstoffstrom von 300 ml/min zu karbonisieren und dabei die Proben mit NaOH zu imprägnieren und 12 Stunden lang bei 120 °C zu trocknen.
In einer Ausführungsform ist eine Heizkammer 108 an die Schwelkammer 106 angeschlossen, um das Material 20 Minuten lang bei 400 °C in Gegenwart von Stickstoff mit einer Durchflussrate von 300 ml/min zu erhitzen.
In einer Ausführungsform ist ein Mahlwerk 110 an die Heizkammer 108 angeschlossen, um den Wirkstoff zu zerkleinern und mit 0.1 M HCl zu neutralisieren, wobei mehrfach mit destilliertem Wasser hoher Temperatur gewaschen wird, um den pH-Wert konstant zu halten.
In einer Ausführungsform ist eine Kammer 112 für die Modifizierung von Tensiden mit dem Mahlwerk 110 verbunden, um Aktivkohle mit Tensiden zu modifizieren und anionische, mit Tensiden modifizierte Aktivkohle herzustellen.
In einer Ausführungsform wird ein kationischer Farbstoff, vorzugsweise Kristallviolett (C₂₅N₃H₃₀Cl) mit einer molaren Masse von 407.99 g/mol, als Adsorbat verwendet, und das anionische Tensid Natriumlaurylsulfat wird verwendet, um Aktivkohle zu modifizieren, und die resultierende modifizierte Aktivkohle (ACMAS) wird als Adsorptionsmittel verwendet.
In einer anderen Ausführungsform werden 8.60 mM anionisches Tensid Natriumlaurylsulfat (SLS) und 5 g Aktivkohle in 100 ml Lösung zugegeben, wobei die Aktivkohle (AC) filtriert und mit entionisiertem Wasser gespült wird, nachdem sie 6 Stunden lang in einem Schüttler bei 303 K geschüttelt wurde.
In einer anderen Ausführungsform wird die gefilterte Aktivkohle nach Abschluss der Oszillation 24 Stunden lang bei 313 K in einem lufttrocknenden Ofen 102 getrocknet, bevor sie zur Modifizierung der Aktivkohle durch Tenside an einem versiegelten und trockenen Ort aufbewahrt wird.
In einer anderen Ausführungsform erweist sich die Tensidkonzentration, die der kritischen Mizellenkonzentration entspricht, als optimal für die Adsorption, wobei das Natriumlaurylsulfat eine kritische Mizellenkonzentration von 8.60 mM bei einer Temperatur von 28°C aufweist, um anionische, mit Tensiden modifizierte Aktivkohle (ACMAS) zu erhalten.
In einer anderen Ausführungsform wird das erhaltene Material durch Erhöhen der Temperatur auf 800 °C bei einer Erwärmungsrate von 10 °C aktiviert, wobei die Endtemperatur 60 Minuten lang beibehalten wird.
In einer anderen Ausführungsform werden die Aktivkohleproben nach dem Waschen 24 Stunden lang unter Vakuum bei 120 °C in einem Exsikkator getrocknet, um Aktivkohle herzustellen.
In einer anderen Ausführungsform umfasst die Zusammensetzung aus mit anionischem Tensid modifizierter Aktivkohle: einen Pulverextrakt aus Reishülsen von 100-1000 Gramm; einen Flüssigextrakt aus Natriumhydroxid von 100-1000 Milliliter; einen Flüssigextrakt aus Kristallviolett von 1-10 Milliliter; und einen Flüssigextrakt aus anionischem Tensid Natriumlaurylsulfat von 1-10 Milliliter.
2 zeigt die chemische Struktur von Kristallviolett in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Kristallviolett (C₂₅N₃H₃₀Cl), ein kationischer Farbstoff mit einer molaren Masse von 407.99 g/mol, wird als Adsorbat verwendet. Anionisches Tensid Natriumlaurylsulfat wird verwendet, um Aktivkohle zu modifizieren, und die resultierende modifizierte Aktivkohle (ACMAS) wird als Adsorptionsmittel verwendet.
Zur Herstellung von Aktivkohle aus Reishülsen werden folgende Schritte durchgeführt: Die Reishülsen werden mit Wasser gewaschen, um Schmutz und andere Verunreinigungen zu beseitigen, dann werden sie 12 Stunden lang bei 110 °C in einem Ofen 104 getrocknet, zerkleinert und in Fraktionen mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 1.0 mm gesiebt. Anschließend werden die Schalen bei 400 °C 90 Minuten lang mit einem Stickstoffstrom von 300 ml/min verkohlt. Danach wurden die Proben mit NaOH (Gewichtsverhältnis 1/3) imprägniert und 12 Stunden lang bei 120 °C getrocknet.
Zur Aktivierung des erhaltenen Materials wird die Temperatur bei einer Erwärmungsrate von 10 °C auf 800 °C erhöht und 60 Minuten lang auf der Endtemperatur gehalten. Anschließend wird der präparative Prozess durch 20-minütiges Erhitzen auf 400 °C in Gegenwart von Stickstoff bei einer Durchflussrate von 300 ml/min durchgeführt. Zum Schluss wird der Wirkstoff gemahlen, mit 0.1 M HCl neutralisiert und mehrmals mit destilliertem Wasser bei hoher Temperatur gewaschen, um den pH-Wert konstant zu halten (6.6-7.0). Die Aktivkohleproben werden nach dem Waschen 24 Stunden lang unter Vakuum bei 120 °C in einem Exsikkator getrocknet. Als Ergebnis wird Aktivkohle hergestellt.
Tensidmodifikation von Aktivkohle
In 100 ml Lösung werden 8.60 mM anionisches Tensid Natriumlaurylsulfat (SLS) und 5 g Aktivkohle zugegeben. Die Aktivkohle wird filtriert und mit entionisiertem Wasser gespült, nachdem sie 6 Stunden lang in einem Schüttler bei 303 K geschüttelt wurde. Die gefilterte Aktivkohle wird 24 Stunden lang bei 313 K in einem lufttrocknenden Ofen 102 getrocknet, bevor sie an einem verschlossenen und trockenen Ort aufbewahrt wird. Die Konzentration des Tensids, die der kritischen Mizellenkonzentration (CMC) entspricht, hat sich als optimal für die Adsorption erwiesen. Der Literatur zufolge hat SLS eine CMC von 8.60 mM bei einer Temperatur von 28 °C. Auf diese Weise erhält man eine mit anionischen Tensiden modifizierte Aktivkohle (ACMAS).
Batch-Analyseparameter für die Adsorptionsanalyse
Der Einfluss experimenteller Faktoren wie pH-Wert (3-11), CV-Ausgangskonzentration (25, 50, 75 mg/L), Kontaktdauer, Adsorptionsmitteldosis, Temperatur (293, 303, 313 K) und ionische Spezies auf die Fähigkeit der Adsorption von CV an modifiziertem AC wird mit Hilfe von Batch-Experimenten ermittelt. Ein pH-Meter und 0.1 M Salzsäure (HCl) und Natriumhydroxid (NaOH) Lösung werden verwendet, um den ursprünglichen pH-Wert der Lösung zu bestimmen. In einen Erlenmeyerkolben mit einem Fassungsvermögen von 250 ml wird eine bestimmte Menge an behandeltem AC mit 100 ml Lösung in verschiedenen CV-Konzentrationen zugegeben. Jede Kombination wird bei 150 Umdrehungen pro Minute bei 25 °C in den entsprechenden Zeitintervallen rotiert. Nach der Adsorption werden die Materialien filtriert und untersucht. Die CV-Stammlösung (1 g/L) wird durch Auflösen der entsprechenden Menge CV in destilliertem Wasser hergestellt. Die CV-Konzentrationen werden mit einem UV-Vis-Spektralphotometer (PerkinElmer lambda 45) bei λ_max = 590 nm bestimmt. Die Experimente werden dreimal wiederholt und der Durchschnittswert wird berücksichtigt.
Adsorptionskapazität nach der Massenbilanzmethode
Mit dem UV/Vis-Spektralphotometer wird die Entfernung von CV mit tensidmodifizierter Aktivkohle beim maximalen Absorptionspeak für CV (590 nm) getestet. Die Massenbilanz der Farbstoffkonzentration (Gl. 1) wird verwendet, um die Rate des entfernten Adsorbats (Adsorptionskapazität) zu bestimmen. $Q_{e} = \frac{C_{0} - C_{e}}{m} V$
Qe ist die Adsorptionskapazität im Gleichgewicht (mg/g), C0 und Ce sind die entsprechenden Farbstoffkonzentrationen in der Anfangs- und Gleichgewichtsstufe, das Volumen der CV-Farbstofflösung wird als V in Litern angegeben und m ist die Masse der modifizierten Aktivkohle in Gramm. Die prozentuale Entfernung des Farbstoffs (CV) wird mit Gleichung (2) ermittelt: $Prozentuale Entfernung von CV - Farbstoff = \frac{C_{0} - C_{e}}{C_{0}} \times 100$
3 veranschaulicht die Sorption von CV an verschiedenen ACs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Für eine CV-Konzentration von 50 mg/L ist der Grad der CV-Adsorption an AC, die mit verschiedenen Tensiden in wässriger Lösung modifiziert wurden, in 3 dargestellt. Die Günstigkeit der Farbstoffadsorptionskapazität durch verschiedene Tenside ist in der folgenden Reihenfolge zu beobachten: ACMAS > ACR > ACSDS > ACHTAB, wobei ACMAS die höchste Adsorptionskapazität aufweist und so weiter.
Im Vergleich zu ACMAS und ACSDS wurde mit ACHTAB die geringste Menge an CV-Farbstoff adsorbiert. Da HTAB ein kationisches Tensid ist, hatte es eine entgegengesetzte Anziehungskraft zu den Kationen des Farbstoffs und den Adsorptionsstellen, die auf AC besetzt sind, was zu einer schwächeren Adsorptionskapazität für kationischen CV-Farbstoff führte. Tenside auf AC können die Poren des Kohlenstoffs einschränken, wodurch seine Kapazität zur Aufnahme von CV im Vergleich zu unbehandeltem Kohlenstoff begrenzt wird. Mit Tensiden beladene AC hat eine höhere Produktionskapazität an Stellen für den Ionenaustausch mit größerer Anziehungskraft für CV als die Oberfläche von unbehandeltem AC. Die stärkere Adsorption von CV auf ACMAS im Vergleich zu ACR hat gezeigt, dass der positive Einfluss der funktionellen Gruppe ACMAS die negativen Auswirkungen der Porenverstopfung aufwiegt, während die geringere CV-Entfernung durch ACSDS im Vergleich zu ACR gezeigt hat, dass die negativen Auswirkungen der Porenverstopfung die positiven Auswirkungen der funktionellen Gruppe ACSDS aufwiegen.
Aufgrund der starken Bindung zwischen dem kationischen CV-Farbstoff und dem anionischen Tensid hat AC, das mit anionischen Tensiden behandelt wurde, eine hohe Adsorptionsfähigkeit für CV-Farbstoff. Die Adsorption wird durch die chemischen Eigenschaften der funktionellen Gruppen des Tensids beeinflusst. Die Natriumionen (z. B. R-SO₃ ^- Na⁺) und Protonen (z. B. R-SO₃ ^- H⁺), die an die stark saure konjugierte Base von SLS gebunden sind, können in der Lösung, die den Farbstoff enthält, leicht verdünnt und durch das Farbstoffion ersetzt werden. Infolgedessen hatte die ACMAS einen signifikanten CV-Eliminierungseffekt. Aufgrund des Fehlens einer starken Säurekonjugatbase ist die Bindung zwischen der funktionellen Gruppe von SDS und dem CV-Farbstoff kleiner als die von SLS, was zu einer geringeren Adsorptionswirkung von ACSDS auf CV als ACMAS führt.
4 veranschaulicht ein chemisches Phänomen für die Sorption von CV an der ACMAS-Oberfläche in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 4 zeigt den möglichen Sorptionsmechanismus für die chemische Adsorption von CV an ACMAS. Auf ACMAS könnten Reaktionen zwischen dem CV-Farbstoffkation (M⁺) und RSO₃Na gemäß Gleichung 4 bis Gleichung 6 stattgefunden haben. Die aktive Gruppe von SLS, die dazu neigt, sich in Wasser aufzulösen, ist RSO₃Na, während das Carboxyl, das phenolische Hydroxyl auf AC durch ROH dargestellt wird. RSO₃Na + H⁺ ↔ RSO₃H + Na⁺ (3) RSO₃Na + M⁺ ↔ RSO₃M + Na⁺ (4) ROH + M⁺ ↔ ROM + H⁺ (5)
Studien zur Charakterisierung
Ein Röntgendiffraktometer mit Cu Kα-Strahlung (λ = 0.15406) mit Kβ-Filter bei 30 kV und 30 mA wird verwendet, um die Art der Röntgenbeugung (XRD) zu erkennen und die Struktur des zugrunde liegenden Kristalls des Adsorptionsmittels zu ermitteln. Für den Bragg-Winkel (2θ) ergibt sich ein Bereich von 5° bis 90° und eine Scan-Rate von 5°/min. Die Oberflächenmorphologie des Adsorptionsmittels wurde mit Hilfe eines Rasterelektronenmikroskops (ESEM) (Marke: FEI, Modell: Quanta 200, mit einer Auflösung von 3 nm bei 30 kV, ESEM-Modus) untersucht, begleitet von einer Elementaranalyse mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie (XEDS). Für die XEDS-Analyse werden die Proben mit Hilfe eines Sputtering Coaters mit Gold beschichtet, um die lokalen elektrischen Ladungen zu eliminieren. Um die für die Sorption verantwortlichen funktionellen Gruppen aufzudecken, wurde die Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR) mit einem Gerät der Marke Bruker, dem Hyperion-Mikroskop mit dem Vertex 80 FTIR-System mit einem Array für die Fokusebene 128 × 128, Bereich 900-4000 cm¹, durchgeführt. Zur Untersuchung der Porengröße und des Wachstums der Adsorptionsschichten wurde eine hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie (HR-TEM 200 kV, Marke: JEOL, Modell: JEM 2100F bei 200 kV) durchgeführt und ausgewertet.
Nach der Adsorption des Farbstoffs kommt es zu einer deutlichen Abnahme, Verschiebung und zum Verschwinden von Peaks, was die CV-Adsorption rechtfertigt. Nach der Adsorption bleiben 10 Peaks bei verschiedenen 2θ-Werten übrig (37.1°, 38.5°, 42.1°, 42.5°, 54.7°, 67.7°, 72.1°, 79.1°, 83.2° und 86.6°), verglichen mit 14 solchen kristallinen Peaks vor der Adsorption. Während die Verschiebung der Peaks nach der Adsorption auf eine Schrumpfung der Einheitszelle aufgrund der Besetzung der CV-Farbstoffmoleküle auf der Sorptionsstruktur hinweist, deutet das Verschwinden und die Abnahme der Intensität und Anzahl der Peaks auf einen Kristallinitätsverlust der Adsorptionsstruktur aufgrund der Farbstoffadsorption hin.
5 zeigt ein FTIR-Routinespektrum für (a) ACMAS vor der Adsorption (b) mit CV beladenes ACMAS gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. FTIR ist sehr nützlich, um funktionelle Gruppen zu charakterisieren und zu erkennen. Die routinemäßige Spektralanalyse wird in der Forschungseinrichtung SAIF Bombay, Indien, durchgeführt. und zeigen die FTIR-Spektren von ACMAS vor und nach der CV-Adsorption. Wie in zu sehen ist, wird aufgrund der angehängten Hydroxyl- oder Amingruppen die breite und starke Bande für ACMAS bei 3451.59 cm^-1 beobachtet. Die asymmetrische -CH-Streckung ergab einen Wert von 2918.38 cm^-1. Die Streckschwingung der Carboxylgruppe wird dem Peak von 1710.48 cm^-1 zugeordnet. Die Banden bei 1611.46 cm^-1, 1412.44 cm^-1 und 1366.79 cm^-1 werden den asymmetrischen und symmetrischen Streckschwingungen der C=O-Gruppen zugeschrieben. Die Bande bei 1160.78 cm^-1 bezeichnete die C-O-Streckung der Alkohole und Carbonsäuren. Nach der Adsorption sind die symmetrischen Streckschwingungen von Hydroxyl- oder Amingruppen von 3451.59 cm^-1 auf 3427.43 cm^-1 verschoben, wie in zu sehen ist. Die Streckbande der Carboxylgruppen wird von 1710.49 cm^-1 auf 1698.64 cm^-1 verschoben. Die Dehnungsbanden 1611.46, 1412.44 und 1366.79 cm^-1 werden ebenfalls auf 1595.82, 1435.55 und 1373.68 cm^-1 verlagert. Ebenso wird der C-O-Peak von 1160.78 cm^-1 auf 1164.87 cm^-1 verschoben. Die Analyse der FTIR-Spektren zeigt, dass nach der Farbstoffadsorption die meisten wichtigen Banden geschrumpft sind und sich in ihrer Intensität verschoben haben (Hydroxylgruppe von 3451.59 cm^-1 auf 3427.43 cm^-1 und Carboxylgruppe von 1710.49 cm^-1 auf 1698.64 cm^-1), was darauf zurückzuführen ist, dass die ionisierten Stellen mit Farbstoffmolekülen gefüllt wurden. Außerdem kommt es nach der Adsorption zu einer Verschiebung und Entstehung mehrerer anderer Peaks, was die erfolgreiche Anreicherung von CV-Farbstoffen auf der ACMAS-Oberfläche beweist.
Zur Analyse der ionisierten aktiven Stellen/Poren und ihrer Größe, zur Vergrößerung der Adsorptionsmitteloberfläche und zur Bestätigung des Aufbaus einer Adsorbatschicht auf dem Adsorptionsmittel wurde eine HR-TEM-Analyse durchgeführt, die die Adsorption von CV-Molekülen auf der ACMAS-Oberfläche belegt. Die in der AC-Oberfläche vorhandenen Poren könnten durch die ionisierten Trümmer aufgrund der SLS-Modifikation bedeckt sein, aber die Verfügbarkeit der Trümmer selbst bietet die ionisierten aktiven Stellen, die für eine effiziente Farbstoffadsorption verantwortlich sind.
Die sichtbaren dunklen Flecken werden auf die Ablagerung von CV-Farbstoffmolekülen auf der ACMAS-Oberfläche zurückgeführt. Die HR-TEM-Studie bestätigt somit die Ergebnisse anderer Charakterisierungsstudien wie BET, XRD, FTIR und ESEM.
Studien zur Adsorptionsisotherme
Die Ermittlung der genauesten Beziehung für die Gleichgewichtskurven ist von entscheidender Bedeutung für die Optimierung des Designs eines Adsorptionssystems zur Eliminierung von Adsorbaten. Für diese Methode werden verschiedene Isothermenmodelle verwendet, um den Gleichgewichtscharakter des Adsorptionsprozesses zu beschreiben. Isothermenmodelle wie Temkin, Freundlich, Langmuir, Redlich-Peterson (R-P), Toth, Radke-Prausnitz und D-R-Modelle werden verwendet, um die Eignung der experimentellen Gleichgewichtsadsorptionsdaten für die CV-Adsorption an ACMAS zu bewerten. Diese Isothermen werden durch die nachstehenden Gleichungen dargestellt: $Freundlich {, q}_{e} = K_{F} C_{e}^{\frac{1}{n}} o r I n q_{e} = I n K_{F} + (1 / n) I n C_{e}$
$Langmuir, q_{e} = \frac{q_{m} b C_{e}}{1 + b C_{e}} or \frac{C_{e}}{q_{e}} = (\frac{1}{q_{m} b}) + \frac{C_{e}}{q_{m}}$
$Temkin, q_{e} = B_{T} I n K_{T} + B_{T} I n C_{e}$
$\begin{matrix} Redlich - Peterson, q_{e} = \frac{K_{R} C_{e}}{1 + α_{R} C_{e}^{β}} or l n (K_{R} \frac{C_{e}}{q_{e}} - 1) \\ = ln α_{R} + β ln C_{e} \end{matrix}$
$\begin{matrix} T o t h, q_{e} = \frac{q_{T h} C_{e}}{({1 / K_{t h} + C_{e}^{T h} 〛}^{1 / T h}} or l n (K_{R} \frac{C_{e}}{q_{e}} - 1) \\ = ln α_{R} + β ln C_{e} \end{matrix}$
$Radke - Prausnitz, q_{e} = \frac{K_{R P} K_{R P} C_{e}}{1 + K_{R P} C_{e}^{P}} or \frac{C_{e}}{q_{e}} = \frac{1}{K_{R P} k_{r p}} + \frac{C_{e}^{P}}{k_{r p}}$
$Dubinin - Raduschkewitsch (D - R), {ln q}_{e} = ln q_{m} - K ε^{2}$
$ε = R T \times ln [1 + (\frac{1}{C e})]$
$E_{m} = \frac{1}{\sqrt{2 K}}$
Für die Oberfläche eines Adsorptionsmittels, das eine ungleichmäßige Verteilung der Adsorptionswärme über die gesamte Oberfläche aufweist, gilt die Freundlich-Isotherme. Die Langmuir-Isotherme hingegen deutet darauf hin, dass die Sorption an homogenen Stellen innerhalb des Adsorptionsmittels stattfindet. Die Isothermen von Redlich-Peterson, Toth und Radke-Prausnitz hingegen können sowohl in homogenen als auch in heterogenen Systemen verwendet werden, während die D-R-Isotherme im Falle der Mehrschichtadsorption anwendbar ist.
6 veranschaulicht Tabelle 1 zeigt die Langmuir-q_e-Werte für die Adsorption von CV-Farbstoffen unter Verwendung verschiedener Adsorptionsmittel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
7 veranschaulicht die in Tabelle 2 dargestellten isothermen Konstanten für die Sorption von CV an ACMAS gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
Die Parameter der Isotherme und die Korrelationskoeffizienten für die Adsorption von CV-Farbstoff an ACMAS sind in Tabelle 2 aufgeführt. Um die isothermen Parameter durch Anpassung der experimentellen Daten zu ermitteln, wird eine nichtlineare Regressionsanalyse mit dem Solver-Add-In-Tool von Excel 2007 durchgeführt.
Bei der Langmuir-Isotherme ist b mit der Einheit L/mg die Sorptionsrate, q_m in mg/g symbolisiert die maximale Adsorptionskapazität auf der Grundlage des Langmuir-Modells, C_e ist die Konzentration des in der Lösung verbliebenen Farbstoffs, die der Gleichgewichtsadsorption entspricht, und qe ist die Sorptionskapazität im Gleichgewicht. Der Wert des Korrelationskoeffizienten R² für das Langmuir-Modell wird durch Auftragen von C_e/q_e gegen C_e ermittelt und liegt im Bereich von 0.988-0.999 (Tabelle 2) für den Temperaturbereich von 293-313 K, was auf eine hohe Eignung des Isothermenmodells für die experimentellen Daten hindeutet. Alle Modellparameter sind in Tabelle 2 aufgeführt. Darüber hinaus wird die Anwendbarkeit des isothermen Modells anhand von R_L analysiert. R_L kann mit Hilfe von Gleichung 16 wie folgt bestimmt werden: $R_{L} = \frac{1}{1 + b C_{0}}$
Dabei wird die Ausgangskonzentration des Farbstoffs als C₀ dargestellt. Der R_L-Wert ist ein entscheidender Faktor für die Langmuir-Isotherme, da er dazu beiträgt, die Art des Sorptionsprozesses im Hinblick auf seine Eignung für die Vorwärts- oder Rückwärtssorption aufzuzeigen. Wenn R_L = 1 ist, bedeutet dies, dass der Sorptionsprozess proportional ist, R_L > 1 deutet darauf hin, dass die Sorption nicht durchführbar ist, wenn die Bedingung 0 < R_L < 1 ist, deutet dies auf die Günstigkeit des Sorptionsprozesses hin und wenn R_L = 1 ist, wird angenommen, dass der Sorptionsprozess irreversibel ist. In diesem Fall liegen die R_L-Werte für den gegebenen Temperaturbereich bei 0.219-0.325, was auf eine günstige Adsorption von CV auf einem mit anionischen Tensiden modifizierten Adsorptionsmittel hinweist. Die Langmuir-Isotherme zeigt, dass die theoretische maximale Adsorptionskapazität für ACMAS im gegebenen Fall 235.7 mg/g beträgt.
Beim Freundlich-Modell werden die Adsorptionskapazität und die Intensität durch die Konstanten KF bzw. 1/n angegeben. Je größer die Bindung und Heterogenität zwischen den Adsorptionsstellen und dem Adsorbat ist, desto höher ist der Wert von 1/n. Tabelle 2 zeigt, dass die KF-Werte mit steigender Temperatur zunehmen, was auf eine verstärkte Farbstoffabsorption durch ACMAS bei höheren Temperaturen hindeutet und auch den endothermen Charakter des Adsorptionsprozesses verdeutlicht. Die Zahlen 1/n stellen die relative Verteilung der Energiestellen dar und sind von der Art und Stärke des Adsorptionsprozesses abhängig. Da 1/n < 1 ist, wird CV-Farbstoff bei allen Temperaturen bevorzugt von ACMAS absorbiert. Die Wärme der Farbstoffadsorption an ACMAS ist mit der Temkin-Konstante (B_T) verknüpft. Unter allen Umständen nimmt BT mit steigender Temperatur zu. Für das Temkin-Modell wird die Chemie zwischen Adsorbat und Adsorptionsmittel durch die Konstante KT dargestellt. Gleichförmige und ungleichförmige Systeme der Adsorptionsinteraktion können durch das Redlich-Peterson-Modell mit drei Parametern gut erklärt werden. Wenn der Wert in den Bereich von 0 bis 1 fällt, bedeutet dies, dass der Adsorptionsprozess durchführbar ist. Beim Toth-Modell berücksichtigt der Isothermenexponent Th die Heterogenität des Sorptionssystems und ist im Allgemeinen kleiner als 1. Die Ungleichförmigkeit der Sorption wird angezeigt, wenn der Exponentenwert von der Einheit abweicht. Die Toth-Isotherme vereinfacht sich zum Langmuir-Modell, wenn der Exponentenwert mit der Einheit verschmilzt. In ähnlicher Weise impliziert das Radke-Prausnitz-Modell das Konzept des Langmuir-Modells, wenn der P-Wert für das Modell eins wird. Außer bei 293 K deutet β = 1 bei der CV-Sorption auf eine günstige Adsorption bei höheren Temperaturen hin. Abhängig vom Wert der mittleren freien Adsorptionsenergie, E_m, kann eine Adsorption in drei Typen eingeteilt werden: (i) Ein Adsorptionsprozess wird durch physikalische Adsorption gesteuert, wenn der E_m-Wert unter 8 KJ/mol liegt. (ii) Liegt der Em-Wert im Bereich von 8-16 KJ/mol, wird der Adsorptionsprozess durch Ionenaustausch unterstützt und (iii) liegt der E_m-Wert im Bereich von 16-400 KJ/mol, wird der Prozess hauptsächlich durch chemische Adsorption gesteuert. Im vorliegenden Fall wurden E_m-Werte von 19.67, 21.34 und 22.46 KJ/mol für entsprechende Temperaturwerte von 293, 303 bzw. 313 K ermittelt, was auf Chemisorption hindeutet.
Die Analyse der isothermen Modelle ergab, dass die experimentellen Daten am Gleichgewichtspunkt besser mit dem Langmuir-Modell übereinstimmten, gefolgt von den Modellen D-R und Redlich-Peterson. Die Eignung des Langmuir-Modells deutet darauf hin, dass die CV-Sorption auf der Adsorptionsmitteloberfläche homogen ist. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass das mit anionischem Tensid behandelte AC eine gleichmäßige Porenverteilung auf der AC-Oberfläche aufweist, was zu einer gleichmäßigen und homogenen Adsorption des CV-Farbstoffs beiträgt. Aus der Untersuchung der Kinetik und der Isothermen kann gefolgert werden, dass die adsorptive Wechselwirkung zwischen Sorbat und Sorptionsmittel zu einer homogenen und chemischen Adsorption führt.
Aus den Ergebnissen der Fehlerfunktionswerte (Tabelle 2) lässt sich die Eignung der Isothermen in der folgenden Reihenfolge ableiten: Langmuir > D-R > Redlich-Peterson > Radke-Prausnitz > Toth > Temkin > Freundlich. Für das Langmuir-Modell wird die Kurve zwischen C_e/q_e und C_e aufgetragen, für das D-R-Modell wird die Kurve zwischen In q_e und ε² aufgetragen und Redlich-Peterson wird mit Ln (C_e) und Ln (K_R × C_e/q_e-1) aufgetragen.
Die Zeichnungen und die vorangehende Beschreibung geben Beispiele für Ausführungsformen. Der Fachmann wird verstehen, dass eines oder mehrere der beschriebenen Elemente durchaus zu einem einzigen Funktionselement kombiniert werden können. Alternativ dazu können bestimmte Elemente in mehrere Funktionselemente aufgeteilt werden. Elemente aus einer Ausführungsform können einer anderen Ausführungsform hinzugefügt werden. Die Reihenfolge der hier beschriebenen Prozesse kann beispielsweise geändert werden und ist nicht auf die hier beschriebene Weise beschränkt. Darüber hinaus müssen die Aktionen eines Flussdiagramms nicht in der gezeigten Reihenfolge ausgeführt werden; auch müssen nicht unbedingt alle Aktionen durchgeführt werden. Auch können die Handlungen, die nicht von anderen Handlungen abhängig sind, parallel zu den anderen Handlungen ausgeführt werden. Der Umfang der Ausführungsformen ist durch diese spezifischen Beispiele keineswegs begrenzt. Zahlreiche Variationen sind möglich, unabhängig davon, ob sie in der Beschreibung explizit aufgeführt sind oder nicht, wie z. B. Unterschiede in der Struktur, den Abmessungen und der Verwendung von Materialien. Der Umfang der Ausführungsformen ist mindestens so groß wie in den folgenden Ansprüchen angegeben.
Vorteile, andere Vorzüge und Problemlösungen wurden oben im Hinblick auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben. Die Vorteile, Vorzüge, Problemlösungen und Komponenten, die dazu führen können, dass ein Vorteil, ein Nutzen oder eine Lösung auftritt oder ausgeprägter wird, sind jedoch nicht als kritisches, erforderliches oder wesentliches Merkmal oder Komponente eines oder aller Ansprüche zu verstehen.
Bezugszeichenliste

100: Ein System zur hohen adsorptiven Entfernung von kationischem Farbstoff unter Verwendung von mit anionischenTensiden modifizierter Aktivkohle.
102: Reinigungskammer
104: Ofen
106: Karbonisierungsprozesskammer
108: Heizkammer
110: Mühle
112: Kammer für die Modifizierung von Tensiden

Claims

System zur hohen adsorptiven Entfernung von kationischem Farbstoff unter Verwendung von mit anionischem Tensid modifizierter Aktivkohle, wobei das System umfasst: eine Reinigungskammer zum Waschen der Reishülsen mit Wasser, um Schmutz und andere Verunreinigungen zu entfernen; einen Ofen zum Trocknen von Reishülsen für 12 Stunden bei 110 °C, wobei diese zerkleinert und in Fraktionen mit einer durchschnittlichen Korngröße von 1.0 mm gesiebt werden; eine Karbonisierungskammer, in der die Schalen 90 Minuten lang bei 400 °C mit einem Stickstoffstrom von 300 ml/min verkohlt werden, wodurch die Proben mit NaOH imprägniert werden, und die 12 Stunden lang bei 120 °C getrocknet wird; eine Heizkammer zum 20-minütigen Erhitzen des Materials bei 400 °C in Gegenwart von Stickstoff mit einer Durchflussrate von 300 ml/min; eine Mühle zum Zerkleinern des Wirkstoffs und Neutralisieren mit 0.1M HCl, wobei mehrfach mit destilliertem Wasser hoher Temperatur gewaschen wird, um den pH-Wert konstant zu halten; und eine Tensidmodifizierungsverarbeitungskammer zur Durchführung der Tensidmodifizierung von Aktivkohle zur Herstellung von mit anionischem Tensid modifizierter Aktivkohle.
System nach Anspruch 1, wobei ein kationischer Farbstoff, vorzugsweise Kristallviolett (C₂₅N₃H₃₀Cl) mit einer Molmasse von 407.99 g/mol, als Adsorbat verwendet wird und anionisches Tensid Natriumlaurylsulfat verwendet wird, um Aktivkohle zu modifizieren, und die resultierende modifizierte Aktivkohle (ACMAS) als Adsorptionsmittel verwendet wird.
System nach Anspruch 1, wobei 8,60 mM anionisches Tensid Natriumlaurylsulfat (SLS) und 5 g Aktivkohle in 100 ml Lösung zugegeben werden, wodurch die Aktivkohle (AC) filtriert und mit entionisiertem Wasser gespült wird, nachdem sie 6 Stunden lang in einem Schüttler bei 303 K geschüttelt wurde.
System nach Anspruch 3, wobei nach Beendigung der Oszillation die gefilterte Aktivkohle 24 Stunden lang bei 313 K in einem lufttrockenen Ofen getrocknet wird, bevor sie an einem versiegelten und trockenen Ort aufbewahrt wird, um die Aktivkohle mit Tensiden zu modifizieren.
System nach Anspruch 1, wobei die Tensidkonzentration, die der kritischen Mizellenkonzentration entspricht, nachweislich das Optimum für die Adsorption ist, wobei das Natriumlaurylsulfat eine kritische Mizellenkonzentration von 8,60 mM bei einer Temperatur von 28°C aufweist, um anionische, tensidmodifizierte Aktivkohle (ACMAS) zu erhalten.
System nach Anspruch 1, bei dem das erhaltene Material durch Erhöhen der Temperatur auf 800 °C bei einer Erwärmungsrate von 10 °C aktiviert wird, wodurch es 60 Minuten lang auf der Endtemperatur gehalten wird.
System nach Anspruch 1, wobei die Aktivkohleproben nach dem Waschen zum Trocknen 24 Stunden lang unter Vakuum bei 120°C in einem Exsikkator aufbewahrt werden, um Aktivkohle herzustellen.
System nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung der mit anionischem Tensid modifizierten Aktivkohle umfasst: ein Pulverextrakt aus Reishülsen, von 100-1000 Gramm; ein Flüssigextrakt aus Natriumhydroxid, von 100-1000 Milliliter; ein Flüssigextrakt aus Kristallviolett, von 1-10 Milliliter; und einen Flüssigextrakt aus dem anionischen Tensid Natriumlaurylsulfat von 1-10 Milliliter.