环境污染是全世界的一个主要问题。大多数用于纺织，皮革，纸张，塑料和染色等不同行业色彩的合成染料在环境中积聚，对人类或水生生物都有很高的危害[ 1]]。因此，将染料和颜料处理到水性环境中是一个主要的严重环境问题，从废水中排出高度着色的化合物。可用于从其流出物中除去纺织染料的各种处理方法。它们大致分为三类：生理化学和生物学方法。吸附是处理纺织废水的有吸引力的方法。虽然许多替代吸附剂如聚合物复合材料，生物质吸附剂，层状双氢氧化物，碳化材料可用于应用染料去除工艺。在这些PAC中，发现由于高表面而具有高吸附性质面积，微孔紧密结构，提供良好的机械强度和硬度。文献调查显示，只有少数关于从椰子壳中使用PAC的工作，用于从纺织废水中去除染料。本研究旨在评估使用PAC的BG染料的吸附过程。

使用ELICO SL 27 VIS分光光度计测量染料浓度。Brilliant Green（BG）用于吸附技术，得自孟买的HI media laboratory pvt ltd。椰子壳是从生活垃圾中收到的。

实验方法

物理活性炭（PAC）的制备：椰子壳在本生灯中碳化。将碳化物质研磨，在105℃下干燥2小时并用于所有吸附实验。

原料染料溶液的制备：通过使用蒸馏水将适量的BG溶解在100ml中来制备储备溶液。

吸附研究：使用Elico分光光度计在λmax为625nm下测量BG染料溶液的浓度。在REMI轨道振荡器中使用250ml耐热玻璃瓶在室温下以250rpm搅拌批模式吸附实验70分钟。将PAC与100ml BG染料溶液充分混合。

吸附实验可以方便地评估变量的影响，如接触时间（0-70分钟）（图1），初始染料浓度（5-15毫克/升）（图2），物理活性炭剂量（0.5-1.5克/ L），温度（34-40°C），pH（4-9 pH），搅拌速度（50-250 rpm）（图3），活化时间（1和2 h）和解吸研究已经分析[ 2，3 ]。

吸附等温线研究：实验在不同的接触时间（10-70分钟）进行，用于平衡研究BG吸附到PAC上。用Freundlich，Langmuir，Dubinin-Radushkevich，Temkin，Jovanovic，Scatchard和Flory-Huggins吸附等温线模型分析平衡数据。

Freundlich等温线： Freundlich等温线用于发现液相中存在的溶质（染料分子）与吸附剂表面之间的相互作用[ 4]。

Freundlich等温线的线性化表达式如下：

ln q e = ln K f + 1 / n ln C e

q e：吸附的染料量（mg / g）; K f和n：Freundlich常数。

Langmuir等温线： Langmuir等温线解释了染料分子在最佳温度下与吸附剂表面结合（图4）[ 5 ]。

Langmuir等温线的线性方程由下式提及：

C e / q e =（1 / Q 0 b）+ C e / Q 0

Q 0和b是Langmuir常数。

Dubinin-Radushkevich模型：Dubinin -Radushkevich模型用于描述吸附剂的孔隙率和表观吸附能[ 5 ]。

Dubinin-Radushkevich方程的线性如下所示：

ln q e = ln q D -2B D RT ln（1 + 1 / C e）

Temkin等温线： Temkin等温线由吸附热与吸附剂表面覆盖率之比决定[ 5 ]。

Temkin等温线由以下线性方程式提及

q Ë = B Ť LNK Ť + B Ť LNC ë

K T：平衡结合常数（L / mg）; B T：吸附能的变化（KJ / mol）。

Jovanovic等温线： Jovanovic模型指定了异质表面上的吸附行为[ 6 ]。

Jovanovic等温线的线性方程是

lnqe = lnqm-K J C e

q m和K J：Jovanovic常数。

Scatchard分析： Scatchard分析用于分析吸附质和吸附剂的结合等温线[ 7 ]。

Scatchard方程可以表示为

Q / C = Q max / K d -Q / K d

Q：各浓度下的平衡吸附量; Q max：最大吸附量; K d：结合位点的平衡解离常数。

Flory-Huggins等温线： Flory-Huggins等温线是描述染料分子在吸附剂上的表面覆盖量的模型[ 5 ]。

Flory-Huggins方程的线性图如下

log（θ/ C 0）= log（K FH）+ n FH log（1-θ）

K FH：Flory-Huggins平衡常数; n FH：模型指数; θ：表面覆盖度。

所有吸附等温线模型的斜率和截距值列于表1中。

表1：所有吸附等温线模型的斜率和截距值。

吸附动力学：

的动力学的BG溶液脱色超过PAC已经使用伪第一和伪第二顺序分析动力学模型[ 8 ]。

伪一阶动力学模型：伪一阶模型由Lagergren表示为：

dq t / dt = k 1（q e -q t）

q e：平衡时的吸附容量; q t：时间t的吸附容量; k 1：伪一阶速率常数。

积分后，上面的等式变为：

Log（q e -q t）= logq e -k 1 t / 2.303

伪二阶模型：伪二阶动力学推导为

dq t / dt =（q e -q t）2

积分后，重排方程的形式（图5）是

t / q t = 1 / k 2 q e 2 + t / q e

k 2：伪二阶速率常数。

扩散研究：

Weber和Morris粒子内扩散模型： Weber-Morris粒子内扩散模型主要用于解释扩散机制[ 9 ]。Weber-Morris粒子内扩散方程表示为

q 吨 = K d √t+ C

q t：时间t时吸附剂表面上的山梨酸盐量; K d：粒子内扩散速率常数; C：不变

吸附热力学研究：该范特霍夫方程导出吸附的吉布斯自由能的变化之间的关系，平衡常数[ 7，10 ]。

表达是

ΔG°= -RT ln K L.

K L：平衡常数; T：温度（开尔文）; R：气体常数（8.314J / mol / K）。

吉布斯自由能变化，熵（ΔS°）和焓（ΔH°）之间的关系可以表示如下ΔG°=ΔH°-TΔS°

可以分别从曲线的斜率和截距计算ΔS°和ΔH°。ΔG°（-1.7692）和ΔH°（ - 1.7520）的负值表明该过程是自发的，可行的过程和吸附的放热性质。ΔS°（-0.0173）的负值表明该过程是焓驱动的。

结论

在该研究中，PAC通过简单的方法衍生并用于从水中吸附BG。在70分钟的平衡时间，PAC对BG的最大吸附效率为99.4％。随着接触时间，西米用量，温度，搅拌速度，活化时间和初始染料浓度的降低，吸附率增加。Langmuir等温模型比其他等温模型更适合均衡数据。对于Brilliant Green，平衡参数RL值计算为0.9592。这表明吸附是有利的过程。吸附数据遵循伪二级动力学，也符合Weber-Morris颗粒内扩散模型。在热力学中参数，因为ΔG°和ΔH°的负值表明吸附过程是自发的，可行的过程和放热性质。ΔS°的负值表明该过程是焓驱动的。目前的工作已经证明，用椰子壳制备的PAC可以用作从水溶液中除去BG染料的有效吸附剂。此外，使用由椰壳制备的PAC作为吸附剂不仅有助于解决环境污染，而且还有助于降低废水处理的总成本并最小化农业副产品的数量。