This study investigates the preparation of a novel chelating adsorbent (AT-MAC), based on the chemical modification of activated carbon (AC) derived from water hyacinth (WH) via functionalization with 2-aminothiazole chelating legend (AT), and then utilizing it for the effective removal of Pb(II) and Hg(II) ions from polluted water. FTIR and XPS spectroscopy confirm the successful incorporation of amine and thiol groups within the porous activated carbon through the amidation reaction between the carboxylic groups of porous activated carbon and 2-aminothiazole legend in presence of DCC as cross coupling agent. The AT-MAC adsorbent exhibited high sorption capacities for the removal of Pb(II) (310.9 mg/g) and Hg(II) (252.5 mg/g) at pH 5.5 and contact time 60 min, which are higher than most previously reported carbon based materials. AT-MAC displayed 100.0% removal for Hg(II) and Pb(II) ions at concentrations up to 50 ppm, thus demonstrating excellent selectivity for Pb(II), and Hg(II) ions. The FTIR before and after adsorption suggested the mechanism of removal based on the complexation between the nitrogen and sulfur atoms on the surface of AT-MAC and Pb(II) forming (C-S-Pb and C-N-Pb). The chemisorption mechanism via the thiol and amine groups grafted onto the surface of AT-MAC was also suggested based on the excellent agreement of the experimental data with a pseudo-second order kinetic model. The AT-MAC also showed high stability over three adsorption–desorption cycles. The results also revealed that AT-MAC is a promising remediation adsorbent for the solid phase extraction of Pb(II) and Hg(II) ions from contaminated water.

本研究研究了一种新型螯合吸附剂 (AT-MAC) 的制备，该吸附剂基于来自水葫芦 (WH) 的活性炭 (AC) 通过 2-氨基噻唑螯合图例 (AT) 的功能化进行化学改性，然后利用它用于有效去除污水中的 Pb(II) 和 Hg(II) 离子。FTIR 和 XPS 光谱证实，在作为交叉偶联剂的 DCC 存在下，通过多孔活性炭的羧基和 2-氨基噻唑图例之间的酰胺化反应，胺和硫醇基团成功掺入多孔活性炭中。AT-MAC 吸附剂在 pH 5.5 和接触时间 60 分钟时表现出高吸附能力，可去除 Pb(II) (310.9 mg/g) 和 Hg(II) (252.5 mg/g)，这高于之前报道的大多数碳基材料。AT-MAC 对浓度高达 50 ppm 的 Hg(II) 和 Pb(II) 离子显示出 100.0% 的去除率，因此证明了对 Pb(II) 和 Hg(II) 离子的出色选择性。吸附前后的 FTIR 表明去除机制基于 AT-MAC 表面上的氮和硫原子与 Pb(II) 形成 (CS-Pb 和 CN-Pb) 之间的络合。基于实验数据与伪二级动力学模型的极好一致性，还提出了通过接枝到 AT-MAC 表面的硫醇和胺基团的化学吸附机制。AT-MAC 在三个吸附-解吸循环中也表现出高稳定性。结果还表明，AT-MAC 是一种很有前途的修复吸附剂，可用于固相萃取污染水中的 Pb(II) 和 Hg(II) 离子。浓度高达 50 ppm 的 Hg(II) 和 Pb(II) 离子去除率为 0%，因此证明了对 Pb(II) 和 Hg(II) 离子的出色选择性。吸附前后的 FTIR 表明去除机制基于 AT-MAC 表面上的氮和硫原子与 Pb(II) 形成 (CS-Pb 和 CN-Pb) 之间的络合。基于实验数据与伪二级动力学模型的极好一致性，还提出了通过接枝到 AT-MAC 表面的硫醇和胺基团的化学吸附机制。AT-MAC 在三个吸附-解吸循环中也表现出高稳定性。结果还表明，AT-MAC 是一种很有前途的修复吸附剂，可用于固相萃取污染水中的 Pb(II) 和 Hg(II) 离子。浓度高达 50 ppm 的 Hg(II) 和 Pb(II) 离子去除率为 0%，因此证明了对 Pb(II) 和 Hg(II) 离子的出色选择性。吸附前后的 FTIR 表明去除机制基于 AT-MAC 表面上的氮和硫原子与 Pb(II) 形成 (CS-Pb 和 CN-Pb) 之间的络合。基于实验数据与伪二级动力学模型的极好一致性，还提出了通过接枝到 AT-MAC 表面的硫醇和胺基团的化学吸附机制。AT-MAC 在三个吸附-解吸循环中也表现出高稳定性。结果还表明，AT-MAC 是一种很有前途的修复吸附剂，可用于固相萃取污染水中的 Pb(II) 和 Hg(II) 离子。从而证明对 Pb(II) 和 Hg(II) 离子具有出色的选择性。吸附前后的 FTIR 表明去除机制基于 AT-MAC 表面上的氮和硫原子与 Pb(II) 形成 (CS-Pb 和 CN-Pb) 之间的络合。基于实验数据与伪二级动力学模型的极好一致性，还提出了通过接枝到 AT-MAC 表面的硫醇和胺基团的化学吸附机制。AT-MAC 在三个吸附-解吸循环中也表现出高稳定性。结果还表明，AT-MAC 是一种很有前途的修复吸附剂，可用于固相萃取污染水中的 Pb(II) 和 Hg(II) 离子。从而证明对 Pb(II) 和 Hg(II) 离子具有出色的选择性。吸附前后的 FTIR 表明去除机制基于 AT-MAC 表面上的氮和硫原子与 Pb(II) 形成 (CS-Pb 和 CN-Pb) 之间的络合。基于实验数据与伪二级动力学模型的极好一致性，还提出了通过接枝到 AT-MAC 表面的硫醇和胺基团的化学吸附机制。AT-MAC 在三个吸附-解吸循环中也表现出高稳定性。结果还表明，AT-MAC 是一种很有前途的修复吸附剂，可用于固相萃取污染水中的 Pb(II) 和 Hg(II) 离子。吸附前后的 FTIR 表明去除机制基于 AT-MAC 表面上的氮和硫原子与 Pb(II) 形成 (CS-Pb 和 CN-Pb) 之间的络合。基于实验数据与伪二级动力学模型的极好一致性，还提出了通过接枝到 AT-MAC 表面的硫醇和胺基团的化学吸附机制。AT-MAC 在三个吸附-解吸循环中也表现出高稳定性。结果还表明，AT-MAC 是一种很有前途的修复吸附剂，可用于固相萃取污染水中的 Pb(II) 和 Hg(II) 离子。吸附前后的 FTIR 表明去除机制基于 AT-MAC 表面上的氮和硫原子与 Pb(II) 形成 (CS-Pb 和 CN-Pb) 之间的络合。基于实验数据与伪二级动力学模型的极好一致性，还提出了通过接枝到 AT-MAC 表面的硫醇和胺基团的化学吸附机制。AT-MAC 在三个吸附-解吸循环中也表现出高稳定性。结果还表明，AT-MAC 是一种很有前途的修复吸附剂，可用于固相萃取污染水中的 Pb(II) 和 Hg(II) 离子。基于实验数据与伪二级动力学模型的极好一致性，还提出了通过接枝到 AT-MAC 表面的硫醇和胺基团的化学吸附机制。AT-MAC 在三个吸附-解吸循环中也表现出高稳定性。结果还表明，AT-MAC 是一种很有前途的修复吸附剂，可用于固相萃取污染水中的 Pb(II) 和 Hg(II) 离子。基于实验数据与伪二级动力学模型的极好一致性，还提出了通过接枝到 AT-MAC 表面的硫醇和胺基团的化学吸附机制。AT-MAC 在三个吸附-解吸循环中也表现出高稳定性。结果还表明，AT-MAC 是一种很有前途的修复吸附剂，可用于固相萃取污染水中的 Pb(II) 和 Hg(II) 离子。