发布日期：2018-11-13 09:50 来源：活性炭网 作者：活性炭网 浏览数：
通过溶胶 - 凝胶法合成 纳米复合TiO 2 / ASS（TiO 2 纳米颗粒涂覆的污水污泥基活性炭）。 通过X射线衍射（XRD），扫描电子显微镜（SEM）和X射线荧光表征 TiO 2 / ASS纳米复合材料的 表面性质
水污染是全世界的一个主要问题。农业，工业和人类活动通过释放多种污染物，如重金属，染料，表面活性剂，杀虫剂和化肥，导致水质和水生生态系统恶化。污水污泥是一个严重的环境问题，因此废水，污水污泥和固体废物的安全处理已成为保护公众健康和水环境的主要挑战之一[ 1 ]。污水污泥可适合作为原料，以制备一种有效的活性炭作为吸附剂除去污染物如重金属，颜色和染料从废水[ 2 - 5]。污水污泥是来自废水处理厂的廉价废物副产物，用于生产活性炭。城市污水污泥主要由有机和无机物质组成，含有多种真菌和原生动物（60-70％）。这种有机物质是从污水污泥中生产活性炭的主要因素。活性炭可以通过高温碳化和活化，或通过化学活化由残留的活性污泥制成。
各种技术，包括光催化，凝血，化学氧化，吸附和微生物降解已经研究了染料治疗的废水[ 3，5 - 8]。从这些技术中，吸附和光催化已被广泛用于从废水中去除染料的有效性。光催化作用是一种很有前途的高级氧化工艺，其通常使用非均相二氧化钛作为光催化剂降解在其表面上通过分解和氧化工艺的染料[ 3，9 ]。
高级氧化处理（高级氧化）已成为一些最有效的方法用于从有机污染物，特别是低的生物降解性污染物[处理的污染水10 - 12 ]。高级氧化能够完成有机污染物为二氧化碳，水，无机化合物[矿化13 - 15 ]。非均相光催化作为AOP之一，是在环境条件下氧化大部分有机碳的有效方法[ 16 ]。据报道，作为非均相光催化剂制备TiO 2涂覆的活性炭可提高TiO 2的光催化效率和染料和重金属同时去除的效率[ 9，17，18 ]。通过用支撑材料（二氧化硅，氧化铝，沸石，玻璃，多孔镍或粘土等材料）制备纳米结构TiO 2或纳米复合TiO 2，增加其表面积，从而提高TiO 2的光催化活性[ 19 ]。
用于降解含染料废水的最广泛使用的纳米复合材料之一是TiO 2 / AC（活性炭）复合材料。已经使用TiO 2 / AC 进行了一些研究。Xing 等人。[ 6 ] 通过溶胶 - 凝胶法降解罗丹明B染料，在活性炭（AC）上涂覆纳米TiO 2颗粒制备TiO 2 / AC 。王等人。[ 20 ] 采用水热法制备TiO 2 / AC复合材料，用于降解甲基橙染料。贾米尔等人。[ 19 ]制备了光催化剂TiO 2/ AC通过浸渍TiO 2的活性炭从废水中除去甲基橙。
为了同时去除不同类别的有机和无机污染物，采用一步法的组合基质可以去除不同污染物中的污染物。通过结合吸附和光催化技术，使用污水污泥基活性炭和TiO 2，可以提高负载重金属和染料的废水中污染物去除过程的效率。因此，本研究的目的是：（i）纳米复合TiO 2 / ASS（TiO 2纳米颗粒涂覆的污水污泥基活性炭）的合成和表征，具有有效的TiO 2 / ASS比率; （ii）制备的纳米复合材料（TiO 2/ ASS）增强甲基橙染料和Cd 2+的同时去除; （iii）通过（TiO 2 / ASS）评估溶液pH，初始污染物浓度，纳米复合物剂量和UV照射时间等操作因素对MO和Cd去除的影响。
从Kima工厂收集原污水污泥（SS）用于污水废水处理（埃及阿斯旺）。用足量的去离子水洗涤以除去灰尘颗粒和可溶物质，在室温下干燥并通过玛瑙研钵研磨成细粉（粒径63μm）。使用的所有化学品和试剂均经过分析评级。使用镉储备溶液[Cd（NO 3）2在HNO 3中 0.5 mol l -1，Cd 2+浓度 = 1000±0.002 mg l -1，Merck]和甲基橙的分析级[] 合成制备污染物溶液[ C 14 H 14 N 3 NaO 3S，纯度99.98％，BDH Limited]。钛（IV）丁醇钛[Ti（OC 4 H ^ 9）4， 97％，Aldrich公司]。
所有批次实验均在Pyrex锥形烧杯（100ml）中在室温下在机械搅拌（150rpm）下进行，样品溶液的pH值用1N HCl或1N NaOH调节，并通过pH计测量。
组成的多磁搅拌器的光反应器中，两个UV照射灯（UV-C G20 / T8，λ 253纳米，功率15瓦特），和用空调室草案（图1）的光降解过程中使用。
光反应器示意图。（1）紫外线照射灯（功率15瓦），（2）带催化剂的样品溶液，（3）多磁力搅拌器，（4）带空调的玻璃室。
将100g干燥污水污泥（SS）（粒径63μm）在室温下浸渍到250ml 3M H 3 PO 4中24小时。在上清液后，使用滤纸（Whatman 42）过滤除去液体。将沉淀的污泥在105℃下干燥24小时，随后在650℃下热解1小时。冷却后，用1M NaOH溶液洗涤产物，然后用去离子水洗涤直至浸出溶液的pH在6-7之间，然后将得到的ASS在105℃下干燥24小时，压碎并筛分至<65μm。
采用溶胶 - 凝胶法将TiO 2纳米粒子沉积在ASS表面。钛（IV）丁醇钛[Ti（OC 4 H ^ 9）4， 97％，Aldrich公司]（50毫升）溶液用200毫升乙醇（HPLC级，Fisher）搅拌，在室温下30分钟，然后通过加入适当量的在剧烈搅拌下将1N HNO 3加入到更多的分散体中。当获得透明的透明溶胶时，根据预设的TiO 2与ASS的重量比（1：3,1：2和1：1）将ASS的量浸渍在溶液中。溶胶凝胶化后，将产物在200℃的大气中加热2小时，得到TiO 2 / ASS（1：3,1：2和1：1）纳米复合物作为光催化剂[ 16]]。
ASS吸附剂和纳米复合TiO 2 / ASS（1：3,1：2和1：1）的主要化学组成通过XRF（X射线荧光光谱法; EDXRF，JOEL JSX 3222）进行。通过XRD（X射线衍射图，型号：XPERT-PRO-PANalytical，荷兰）在以下参数下鉴定ASS和TiO 2 / ASS（1：3,1：2和1：1）中的结晶相：的2值θ是在范围从5.01°到79.97°，铜-K α辐射（λ = 1.54060埃），和发电机的设置（30毫安，45千伏）。通过SEM（扫描电子显微镜，JEOL-JSM-5500 LV）检查表面纹理。
ASS吸附剂（100mg / 50ml）的MO和Cd 2+吸附实验在室温下在黑暗条件下进行，机械搅拌（100rpm）。
100毫克ASS吸附剂用50ml的MO的单污染物溶液（25毫克升搅拌-1）或Cd 2+（30毫克升-1在溶液的pH值7和接触时间5小时）。
在溶液pH 7和接触时间5小时，将100mg ASS吸附剂与50ml MO和Cd 2+双污染物溶液（25mg l -1 MO + 30mg l -1 Cd 2+）一起搅拌。
使用光反应器进行光催化降解实验（图1）。将纳米复合TiO 2 / ASS（200mg）倒入50ml Cd 2+和MO双污染物溶液中，打开紫外光，引发光催化降解反应4小时。随后，MO和Cd的吸附实验在黑暗中进行1小时以确保吸附达到平衡。
操作因素的影响，如溶液pH（4,5,7和9），接触/照射时间（0.5,1,2,4,5和6小时），初始污染物浓度[C 1（25 mg l - 1 MO + 30 mg l -1 Cd 2 +），C 2（100 mg l -1 MO + 30 mg l -1 Cd 2 +），C 3（25 mg l -1 MO + 100 mg l -1 Cd 2 +）和C 4（100 mg l -1 MO + 100 mg l -1 Cd 2+）]和催化剂用量，通过ASS吸附剂和TiO 2去除Cd 2+和MO/ ASS（1：2）已被研究过。
通过双光束紫外 - 可见分光光度计（Perkin Elmer135，λ = 460nm）测量MO的初始和残留浓度，而对于Cd，通过原子吸收分光光度计（Shimadzu，AA-6800，使用空气乙炔火焰在λ = 228.8nm）。滤纸（0.22μmMillipore膜滤器）和烧杯壁上的MO和Cd 2+的吸附百分比可忽略不计（不超过1％）。
通过以下等式估算 MO和Cd 2+的去除百分比
其中C i是初始浓度; C r是MO或Cd 2+在特定接触时间的残留浓度。
紫外可见未处理MO溶液（25毫克升的光谱-1）和处理过的MO溶液由光催化剂（二氧化钛2 / ASS）的混合物在最佳条件下进行，以知道，MO染料完全降解或转化成中间体化合物。
吸附和光催化对MO和Cd 2+的去除效率取决于吸附剂和纳米复合材料的表面和结构性质。通过X射线荧光光谱（XRF），X射线衍射图（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）研究了ASS吸附剂和TiO 2/ ASS纳米复合材料的表征。
XRF 的ASS和TiO 2 / ASS（1：3,1：2,1：1）的化学组成列于表1中。
ASS和TiO 2 / ASS（1：3,1：2,1：1）的XRF化学组成。
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女士 ％
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|---|---|---|---|---|
| 元素氧化物 | 屁股 | TiO 2 / ASS（1：3） | TiO 2 / ASS（1：2） | TiO 2 / ASS（1：1） |
| Al 2 O 3 | 5.48 | 2.17 | 1.84 | 1.40 |
| SiO 2 | 18.31 | 7.34 | 5.92 | 4.72 |
| P 2 O 5 | 54.31 | 22.83 | 18.32 | 13.59 |
| K 2 O. | 1.06 | - | - | - |
| 氧化钙 | 9.34 | 3.46 | 2.76 | 2.03 |
| TiO 2 | 1.78 | 55.81 | 64.06 | 72.73 |
| 氧化锌 | 0.22 | - | - | - |
| V 2 O 5 | - | 0.75 | 0.90 | 0.99 |
| Fe 2 O 3 | 9.50 | 7.64 | 6.20 | 4.54 |
二氧化钛TiO 2的量在TiO 2 / ASS（1：1）比率下在纳米复合材料样品中明显增加。得到的XRF化学分析显示了具有低和高对比度的TiO 2 / ASS二氧化钛与ASS吸附剂中二氧化钛的差异百分比。的TiO 2以TiO呈现2 / ASS纳米复合材料是百分之（64.06％）比在ASS（1.78％），这证实TiO 2的结构更高的2 / ASS纳米复合材料。
在ASS和TiO晶相2 / ASS是由X射线衍射图案在以下参数确定：2的值θ是在范围从5.01°到79.97°，铜-K α辐射（λ = 1.54060埃）和发电机设置（30 mA，45 kV）。XRD数据显示ASS的主要结晶相是氧化硅（六方），磷酸氢钙水合物（anorthic）和磷酸氢铁水合物（图2）。TiO 2 / ASS 的主要结晶相是氧化硅（单斜晶），磷酸钙水合物（碱性）和氧化钛（单斜晶）。TiO 2的平均晶体尺寸使用Scherrer方程[ 21 ] 从XRD图中的衍射线的半宽计算的纳米颗粒在15.2和29nm 之间。
（a）ASS吸附剂的XRD图，（b）TiO 2 / ASS（1：2）纳米复合物的XRD图。
通过研究ASS吸附剂和TiO 2 / ASS（1：3,1：2,1：1）纳米复合材料的表面形态来研究SEM （图3）。ASS和TiO 2 / ASS材料在相对较低的放大倍数下显示出不同的方面; ASS显得光滑，而TiO 2 / ASS材料则粗糙。而且，TiO 2的不同的速率2在涂覆ASS根据的TiO均匀地分散在ASS表面2。对于TiO 2 / ASS纳米复合材料，缺少大量的钛颗粒。随着TiO 2的增加，预计会出现这种情况 在ASS表面上的分散速率，催化剂的光催化活性将更强。
ASS，TiO 2 / ASS（1：1），（1：2）和（1：3）的SEM图像。（a）ASS为×1300和×800。（b）TiO 2/ ASS（1：1）在×1300和×850 。（c）TiO 2 / ASS（1：2）在×1300和×850（d）TiO 2 / ASS（1：3）在×1300和×1600。
研究了TiO 2 / ASS（1：3,1：2和1：1）纳米复合材料对MO降解和Cd 2+吸附的最佳有效比。图4显示TiO 2 / ASS（1：3,1：2和1：1）对MO染料去除的光催化活性按以下顺序：TiO 2 / ASS（1：2）> TiO 2 / ASS（ 1：1）> TiO 2 / ASS（1：3）。TiO 2 / ASS（1：3,1：2和1：1）对Cd 2+吸附的去除效率分别为93.67％至93.33％，92.67％至92.00％和92.33％至91.67％（图5）而Cd 2+吸附效率的顺序是TiO2 / ASS（1：3）> TiO 2 / ASS（1：2）> TiO 2 / ASS（1：1）。
在低和高MO和Cd 2+初始浓度下，TiO 2 / ASS（1：3,1：2和1：1）对MO的去除效率。
在低和高MO和Cd 2 +初始浓度下，TiO 2 / ASS（1：3,1：2和1：1）对Cd 2+的去除效率。
结果表明，TiO 2与ASS 的最有效重量比为（1：2），适用于MO降解的高效率和双污染物溶液对Cd 2+的吸附。因此，在其余实验中将使用TiO 2 / ASS（1：2）。
Jamil和Sharaf El-Deen [ 22 ] 在煅烧污水污泥（TiO 2 /污泥）上制备了TiO 2纳米颗粒。通过卤化物灯的柠檬黄染料降解来评价TiO 2 /污泥的光催化效率。由于污水污泥的协同作用，TiO 2 /污泥与裸露的TiO 2（小于20％）相比表现出高的光催化氧化效率（大于90％）的酒石黄。
研究了不同原料制备的TiO 2 /活性炭复合材料中的活性炭，并用于去除甲基橙染料和Cd。Sharaf El-Deen和Zhang [ 23 ]制备了TiO 2 /污水污泥（TS）作为生物质材料，发现Cd的吸附去除率为74％。改性粉煤灰用于制备TiO 2 /活性炭，用于从污染溶液中去除82％的镉[ 18 ]。Visa＆Duta [ 24 ]应用改性粉煤灰（FA）与TiO 2光催化剂混合，同时去除污染水中的甲基橙和镉。TiO 2去除MO和Cd/ ASS光催化剂分别为94.28和93.67％。这些结果不如我们的发现。制备了碳泡沫负载的纳米TiO 2光催化剂，用于MO染料的光降解，去除率为83-87％[ 25 ]。碳化棉T恤负载纳米TiO 2光催化剂通过甲基橙的降解检测达到98.6％[ 26 ]。这些结果接近我们的发现。
在该研究中，应用纳米复合TiO 2 / ASS和ASS吸附剂同时从双污染物溶液中去除MO染料和Cd 2+。该应用通过两个系统进行：在黑暗中吸附在ASS吸附剂上，在紫外线照射下通过纳米复合TiO 2 / ASS进行光催化。
图6显示，单一污染物溶液中ASS吸附剂对MO染料和Cd 2+的去除效率分别为69.8％和98.13％，而来自双污染物溶液的MO染料和Cd 2+去除效率分别为70.28％和96.7％。这些结果表明，在单一和双污染物溶液中，Cd 2+吸附效率大于MO吸附效率。预计在双污染物溶液中Cd 2+和MO之间的活性位点上存在竞争，但是由于具有带负电荷的头部的MO染料的离子化形式，在TA表面上的MO染料吸附不太有利。
单吸收剂和双组分污染物对ASS吸附剂去除MO和Cd 2+的效率。
这表明MO和Cd 2+的吸附处理如下：（i）吸附力和化学结合吸附在ASS表面的Cd 2+ ; （ii）MO染料吸附在异质ASS表面上的可用活性位点上，以及与镉阳离子的相互作用，其中甲基橙结构中的胺头可以作为电子供体根据Visa和Duta [ 24 ]。
图7中给出的数据表明，单一污染物溶液中TiO 2 / ASS（1：2）对MO和Cd 2+的去除效率分别为99％和95％，而在双污染物溶液中则为94.92和92.97％。 ， 分别。该结果表明，与单一污染物溶液相比，TiO 2 / ASS（1：2）在双污染物溶液中的MO和Cd 2+去除效率分别从99降至94.92和从95降至92.97。这可能是由于MO和Cd 2+在TiO 2 / ASS（1：2）活性位点上的预期竞争。
通过TiO 2 / ASS（1：2）纳米复合材料从单组分和双组分污染物溶液中去除MO和Cd 2+ 。
二氧化硅（SiO 2）作为污泥活性炭的一部分，作为TiO 2 / ASS 表面的有效吸附位点，用于吸附MO染料和Cd。在TiO 2 / ASS表面上形成的新活性位点（SiO -），使Cd 2+在表面形成复合物[ 27 ]，如下所述：
预期TiO 2 / ASS表面上的 TiO 2基化合物具有类似的过程。在TiO 2 / ASS上，根据公式（3.2），将开发MO和Cd的吸附和光催化的同时过程：
实验在两个连续条件下进行：第一个（C1）包括使用TiO 2 / ASS纳米复合材料在黑暗条件下吸附MO和Cd 1小时，而第二个（A1）在UV照射下进行（UV） -C-G20 / T8，λ = 253nm），持续4小时。实验条件固定在pH 7，纳米复合物剂量200mg。图8中给出的数据表明，A1和C1条件下的MO去除效率分别为94.28和11.6％。这些结果表明大多数MO浓度通过光催化降解机理而不是通过吸附机理除去。
用TiO 2 / ASS纳米复合材料（C1，吸附; A1光催化）对甲基橙的吸附和光催化降解进行整合。
在pH值为4,5,7和9时，研究了溶液pH对MO和Cd 2+去除效率的影响，初始浓度恒定（25 mg l -1 MO + 30 mg l -1 Cd 2+），和5小时的接触时间。图9中的结果表明，当溶液pH从4增加到9时，ASS和TiO 2 / ASS（1：2）的MO染料去除效率分别从88.8降低到52.8％和从98.4降低到92％。先前的结果表明，在pH值为4至5的范围内，通过ASS和TiO 2去除MO/ ASS（1：2）有效。这些结果与报道一致，即光催化处理可以在酸性和中性条件[下去除污染物28，29 ]。ASS吸附剂的MO去除在酸性范围（pH 4-5）下更有效，其中在低pH值下可获得更多质子，导致负电荷MO染料阴离子与ASS表面上的正电荷之间的静电吸引力增加，这导致MO吸附量增加。在碱性介质中，ASS表面上的正电荷减少，阴离子染料分子与过量氢氧根离子之间的排斥导致吸附急剧减少，因此酸性范围最适合MO去除[ 30 ]。
溶液pH对ASS或TiO 2 / ASS（1：2）去除MO和Cd 2+去除效率的影响。
ASS和TiO 2 / ASS（1：2）纳米复合材料的Cd 2+去除效率随着pH值从4增加到9而明显增加，在pH 9时，Cd的最大去除率分别达到99.6％和98.3％。这是应该的在酸性介质中，可获得更多的H +离子，这导致Cd 2+与基板表面上的活性位点之间的排斥。因此，随后观察到Cd 2+吸附的减少，而随着pH值的增加，ASS表面带负电并吸引正镉离子（Cd 2+）。在pH <8 Cd 2+时去除仅取决于吸附机构，而在pH> 8镉沉淀与发生吸附，其中镉离子形成氢氧化物镉（OH）+或Cd（OH）2 [ 31，32 ]。
研究了MO和Cd 2+初始浓度对其去除效率的影响[C 1（25 mg l -1MO + 30 mg l -1 Cd 2 +），C 2（100 mg l -1 MO + 30） mg l -1 Cd 2 +），C 3（25 mg l -1 MO + 100 mg l -1 Cd 2+）和C 4（100 mg l -1 MO + 100 mg l -1 Cd 2+）]，恒定的pH值为7，接触时间为5小时。图10中的数据表明TiO 2/ ASS（1：2）纳米复合材料显示出比使用初始污染物浓度（C 1，C 2，C 3和C 4）的ASS更高的MO去除效率。镉2+通过ASS吸附剂或TiO去除率2 / ASS（1：2）纳米复合材料是≥90％，而镉的去除效率2+和MO通过ASS吸附剂减少随镉2+和MO的初始浓度是由于在高初始浓度下，Cd 2+和MO初始浓度与ASS表面上可用吸附位点数之比高，导致吸附速率降低[ 31 ]。在用TiO光催化中2 / ASS（1：2）纳米复合材料，MO染料浓度的增加导致在催化剂活性位点上辐射的UV减少和低OH ·自由基产生，其中活性位点可能被染料离子和染料氧化期间形成的中间产物占据[ 33 - 35 ]。
MO和Cd 2 +初始浓度对ASS或TiO 2 / ASS（1：2）去除MO和Cd 2+效率的影响。
为了通过ASS和TiO 2 / ASS（1：2）测定Cd 2+和MO去除率，在30至360分钟的不同时间值下研究接触（或辐射）的影响，具有恒定的pH 7，并且初始化浓度（25mg l -1 MO + 30mg l -1 Cd 2+）。图11中显示的结果表明，ASS和TiO 2 / ASS（1：2）的MO去除率随着时间的增加而增加，并且在约300分钟后几乎达到平台。在最初的30分钟内，ASS 的Cd 2+去除率非常快，其中Cd 2+去除率达到98.13％。TiO对Cd 2+的去除率2 / ASS（1：2）在最初的30分钟内是快速的，然后在30到300分钟的时间内以较慢的速率继续，并且在最后的60分钟内它是快速的。在吸附过程中，由于大量的自由吸附位点可用于MO和Cd 2+吸附，因此在最初的30分钟内观察到快速的MO和Cd 2+吸附速率，而由于较少的吸附速率，观察到缓慢的吸收速率。活性吸附位点和活性位点上预期的MO和Cd 2+之间的竞争。以TiO 2 / ASS（1：2）的照射时间的增加，MO降解速率增加和镉更多活性位点2+吸附是可用[ 24，36]。
接触时间对ASS或TiO 2 / ASS（1：2）对MO和Cd 2 +去除效率的影响。
在最佳条件下进行未处理的MO溶液和经TiO 2 / ASS（1：2）处理的MO溶液的UV-可见光谱。从图12中可以清楚地看出，未经处理的MO溶液在460和290 nm处显示出两个吸收峰，对应于MO分子中的偶氮带（-N = N-）和苯环[ 37 ]，而两个峰在460和290 nm处完全相同用TiO 2 / ASS（1：2）处理的MO溶液消失。
通过TiO 2 / ASS（1：2）处理未处理的MO溶液和处理的MO溶液的UV-可见光谱。
MO和Cd的动力学2+通过ASS和TiO同时除去2 / ASS（1：2）采用伪一阶和伪二阶动力学模型[分析38，39 ]。
伪一阶由以下等式表示：
其中q e（mg gm -1）和q t（mg gm -1）分别是在平衡时和时间t吸附在吸附剂上的吸附物的量; k f（min -1）是伪一级动力学模型的速率常数，t（min）是搅拌时间。动力学参数ķ ˚F和相关系数可以从日志的曲线图获得（q ë - q 吨对）吨。
伪二阶由以下等式表示：
其中伪二级动力学常数表示为k s（gm mg -1 min -1）。可以通过将t / q t与t作图来确定实验数据的动力学参数。
基于相关系数（r 2），q e的理论值和实验值，ASS和TiO 2 / ASS（1：2）的MO和Cd 2+去除率，遵循伪二阶模型（表） 2）。k s的值是指ASS 的MO和Cd 2+去除速率快于TiO 2 / ASS（1：2）; 此外，通过ASS和TiO 2 / ASS（1：2），Cd 2+去除速率快于MO去除速率。Cd 2+的q e（s）值通过ASS去除，通过ASS系统去除MO分别为14.79和8.89mg g -1，这非常接近实验数据（分别为14.7和7.87mg g -1）。
通过ASS和TiO 2 / ASS（1：2）去除Cd 2+和MO的动力学参数。
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伪第一顺序
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伪二阶
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|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 系统 | q e（f） | k f | [R 2 | q e（s） | k s | [R 2 | Q exp。 |
| MO - ASS | 4.48 | 0.006 | 0.920 | 8.896 | 0.002 | 0.969 | 7.87 |
| MO - TiO 2 / ASS（1：2） | 59.25 | 0.023 | 0.916 | 30.12 | 0.0002 | 0.981 | 21.83 |
| Cd 2+ - ASS | 12.33 | 0.004 | 0.645 | 14.79 | 0.205 | 1 | 14.78 |
| Cd 2+ - TiO 2 / ASS（1：2） | 2.65 | 0.001 | 0.7156 | 3.42 | 0.026 | 0.995 | 6.97 |
Langmuir和Freundlich等温模型显示了溶液中MO和Cd 2+浓度与MO和Cd 2+在恒温下的吸附量之间的关系。Langmuir吸附模型描述了单层吸附，其发生在吸附剂外表面的均匀位置。Langmuir等温线的线性形式由下式给出：
其中C e是吸附质的平衡浓度（mg l -1），q e是吸附量（mg g -1），Q o和b分别是与最大吸附容量和吸附能量相关的Langmuir常数。 。当绘制C e / q e与C e时，斜率等于（1 / Q o）并且截距等于1 / Q ob。
由于吸附位点的多样性，Freundlich吸附模型假定为非均相吸附。这个等温线可以描述为：
其中k F是Freundlich常数，1 / n是吸附强度，当log q e对log C e作图时，斜率等于（1 / n），截距等于log k f。表3的数据表明，ASS和TiO 2 / ASS（1：2）对Cd 2+的吸附符合Freundlich模型。1 / n的值在0到1之间，这是指ASS和TiO 2 / ASS（1：2）的异质性[ 40 ]; 此外，k f的值表明ASS吸附剂对Ti 2+的吸附能力和亲和力高于TiO 2 / ASS（1：2）[ 41 ]。ASS的MO吸附符合Langmuir模型，ASS的MO最大吸附量为16.61 mg g -1。
Cd 2+和MO吸附的吸附等温线参数。
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朗缪尔
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符合Freundlich
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|---|---|---|---|---|---|---|
| 系统 | Q Ø | b | [R 2 | 1 / n | K f | [R 2 |
| MO - ASS | 16.61 | 0.17 | 0.999 | 0.22 | 5.9 | 0.97 |
| Cd 2+ - ASS | 212.7 | 0.10 | 0.082 | 0.911 | 20.6 | 0.706 |
| Cd 2+ - TiO 2 / ASS（1：2） | 58.4 | 0.06 | 0.992 | 0.881 | 3.87 | 0.999 |
成功制备了纳米复合TiO 2 / ASS（TiO 2纳米粒子包覆污泥基活性炭）并对其进行了表征。TiO 2 / ASS（1：2）纳米复合材料显示出高效处理含有染料（MO）和重金属（Cd）混合物的废水。与吸附过程相比，光催化/吸附的应用导致MO和Cd 2+同时去除效率最大化。在最佳条件下，ASS吸附剂或TiO 2 / ASS（1：2）纳米复合材料对Cd 2+的去除效率≥90％。溶液pH，接触（或辐射）时间，吸附剂和纳米复合物剂量显示出对MO和Cd去除效率的直接影响。MO和Cd 2+的数据去除非常适合伪二阶模型，而MO去除率低于光催化过程中Cd 2+的去除率。
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