活性炭吸附六价铬的研究进展

重金属污染是目前最受关注的环境污染问题之一,由于六价铬(Cr(Ⅵ))污染的剧毒性、难处理性、分布广泛性,备受研究人员的关注.本文包括了活性炭的表面结构、表面性质、各类活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附研究现状,以及活性炭吸附Cr(Ⅵ)的影响因素及机理,研究表明,活性炭吸附Cr(Ⅵ)的最佳pH为2左右,且活性炭的微孔和中孔对Cr(...     

花生壳制活性炭及其脱六价铬研究

本文研究了用花生壳制备活性炭和用此活性炭去除水溶液中的Cr（Ⅵ）。采用化学活化法,即用H2SO4、H3PO4、ZnCl2、KOH活化花生壳中的炭。同时研究了这些活化剂的浓度和用量、热解时间和温度对活性炭性能的影响。采用亚甲基蓝吸附实验评价活性炭的性能。结果表明H3PO4和ZnCl2是良好的活化剂,KOH和H2SO4效果较差。溶液的pH值对活性炭吸附Cr（Ⅵ）的能力有很大影响。活性炭的吸附能力随着pH值的降低而升高,同时在不同的pH值下,炭的吸附速率也不同。pH值越低,Cr（Ⅵ）被吸附的越快。等温实验结果表明,在pH值等于2时,用H3PO4和ZnCl2活化的活性炭对Cr（Ⅵ）的吸附能力分别达到125．0和83．3mg·g^-1。花生壳活性炭吸附Cr（Ⅵ）的机理比较复杂,与溶液的pH值有关。在pH值等于2时,等温吸附可以用Langmuir模型模拟;在pH值等于2～7时,可以用Freundlich模型模拟。     

活性炭和改性活性炭对六价铬吸附行为的研究

采用二苯炭酰二肼分光光度法研究了活性炭和用HNO3改性的活性炭对水中铬离子的吸附行为,研究了不同时间不同吸附剂用量及不同pH值对铬离子的吸附效果,从而得到处理铬废水的最佳条件。实验结果表明:改性活性碳对铬离子吸附效果较好,pH值为3,吸附时间80min是较为经济且除去率最高的条件。研究结果可为含铬废水的处理提供理论基础及技术支持。     

榛子壳活性炭对Cr(VI)重金属废水的吸附研究

以榛子壳为原料,磷酸为活化剂,通过700℃高温炭化150 min制备活性炭,评价榛子壳活性炭对Cr(VI)重金属模拟废水的吸附性能,分别考察活性炭添加量、接触时间、溶液初始pH值、Cr(VI)初始浓度对Cr(VI)吸附能力的影响,通过傅里叶变换红外光谱对活性炭表面的官能团进行表征,利用扫描电镜对吸附前后活性炭的表面形貌进行观察。结果表明,Cr(VI)的最佳吸附条件为活性炭用量0.4 g(100 mL体系),接触时间240 min,溶液初始pH值=3.0,Cr(VI)初始质量浓度50 mg·L^-1,吸附率高达98.67%。红外光谱分析显示活性炭表面存在大量以—OH、—C=O、—C=C基团为主的官能团,对活性炭的吸附性能具有至关重要的作用。吸附前后活性炭微粒的扫描电镜显示,吸附后的活性炭颗粒由于表面附着有大量Cr(VI),较吸附前的活性炭颗粒明显变长,说明榛子壳活性炭的吸附能力较强。本研究表明,利用磷酸为活化剂,经高温活化制备的活性炭具有良好的Cr(VI)吸附性能,为进一步开发农林果壳废弃物的高附加值环保吸附剂材料提供了实验依据。     

改性膨润土吸附处理含六价铬废水的研究

用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)对钙基膨润土进行活化改性,并用制备的改性膨润土对含Cr(VI)模拟废水进行吸附实验,研究了改性膨润土去除模拟水样中重金属离子Cr(VI)的适宜条件.结果表明,用质量分数为5%的CTMAB溶液改性后的膨润土去除Cr(VI)效果较好,当改性膨润土用量为10g·L-1,搅拌时间30min,pH值为3～5时,有机膨润土对Cr(VI)废水的去除率超过85%.     

活性炭对Cr(VI)吸附机理的探讨

根据焦作电厂粉煤灰堆放场引起地下水中Cr(VI)污染的实际情况,在实验室里模拟配制水样,使其接近当地地下水中Cr(VI)浓度,进行活性炭对Cr(VI)的吸附试验。对所得的试验数据进行分析,探讨活性炭的吸附机理。这些工作为处理和修复被污染的地下水提供理论依据,此外,还对去除地下水中Cr(VI)提出合理建议。     

HNO3改性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能及机理

活性炭的吸附性能与其表面化学密切相关,本研究为讨论活性炭表面氧化改性对其Cr(Ⅵ)吸附特性的影响,分析了Cr(Ⅵ)吸附过程与活性炭表面化学性质的关系,阐释吸附机理。结果表明,与未改性活性炭相比,硝酸氧化改性后活性炭对溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能提高,且改性后活性炭的比表面积和孔容积降低,表面的羧基、内酯基和酚羟基等酸性含氧官能团的数量增多。改性活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程可用Langmuir、Freundlich、D-R和Temkin4种吸附模型模拟,吸附动力学数据与拟二级动力学模型吻合。采用X射线光电子能谱(XPS)表征了改性前后活性炭的表面化学性质。Cr(Ⅵ)在活性炭上的吸附机理主要为静电吸引、还原和配位络合等,与Cr(Ⅵ)发生络合作用的是活性炭表面含氧官能团。     

活性炭表面改性及其对Cr(Ⅵ)吸附性能的研究

分别用HNO3、H2SO4以及HNO3加乙酸铜溶液对活性炭进行了表面改性处理,测定了它们的表面化学性能,研究了改性活性炭对Cr(VI)吸附性能的影响。实验结果表明：通过上述改性,活性炭表面官能团数量发生了显著改变,特别是羧基增加较多;通过改性后的活性炭对Cr(Ⅵ)吸附性能有所提高。     

活性炭纤维的热处理及其氧化还原吸附银的研究

剑麻基磷酸化学活化活性炭纤维（ＳＡＣＦＰ）在惰性气氛中热处理后,纤维表面的化学结构和物理形态发生改变。随处理温度升高,Ｏ／Ｃ比先减小再略有回升,而比表面积增大。ＸＰＳ分析表明纤维的Ｃ１ｓ,Ｏ１ｓ峰位基本不变,与碳相关的含氧官能团总量有一低谷,与元素分析的结果一致,Ｏ１ｓ峰在低结合能端出现明显的肩峰变化;而Ｐ２ｐ峰位向低结合能方向移动,Ｐ／Ｃ比则出现一峰值。实验表明：纤维比表面积比氧化还原吸附前有所增大;且随热处理温度升高,对Ａｇ＋的还原吸附量增大,并趋于定值,所得纳米银的平均晶粒尺寸略有减小。     

改性活性炭处理含铬电镀废水的研究

分别采用硫酸和硝酸锰溶液制备了改性活性炭H-AC和Mn-H-AC,并探讨了不同活性炭吸附剂对废水中Cr(Ⅵ)去除率的影响。结果表明:与活性炭相比,H-AC和Mn-H-AC对Cr(Ⅵ)的吸附能力得到显著的提高;其中Mn-H-AC对Cr(Ⅵ)的吸附效果最好。通过正交试验,得到了各因素对Cr(Ⅵ)去除率的影响程度依次为废水初始pH值吸附反应温度 Mn-H-AC的投加量。     

Hyperbranched Polyethylenimine Modified Waste Fiberboard Activated Carbon for Enhanced Adsorption of Hexavalent Chromium

The objective of this work is to prepare a hyperbranched polyethylenimine (HBPEI) grafted activated carbon obtained from waste fiberboard for effectively removing Cr(VI) from aqueous solution. The waste fiberboard activated carbon (WFAC) was modified by HBPEI and cross-linked with glutaraldehyde (GA). The optimal modified conditions were as follows: HBPEI molecular weight 10,000 g/mol, HBPEI/WFAC (w/w) 0.5, GA concentration 0.25%, reaction time 60 min. Both pristine WFAC and HBPEI–WFAC were characterized by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Brunauer–Emmett–Teller (BET), Scanning electronic microscopy (SEM), and Roman spectra. XPS data showed the obvious increase in nitrogen (from 0.72% to 6.65%) after modification. The results of FTIR and XPS suggested that HBPEI was chemically bonded onto the WFAC by the glutaraldehyde (GA) between the amine groups of WFAC and that of HBPEI. HBPEI was also probably grafted onto WFAC through the intermolecular interaction between the carboxylate groups of WFAC and the amine groups of HBPEI. However, the BET surface area of modified WFAC declined slightly (about 200 m²/g). The I_D/I_G of modified WFAC decreased from 0.92 to 0.82, which indicated that the modification process had no significant effect on the graphitization of activated carbon. The adsorption property onto HBPEI–WFAC and the factors containing contact time, pH value, and Cr(VI) concentration were also investigated. Analysis of the Cr(VI) adsorption data was well simulated by the pseudo-second-order kinetic model and Langmuir adsorption isotherm model, and maximum Cr(VI) uptake of HBPEI–WFAC was 500 mg/g.     

硝酸改性活性炭吸附双酚A的实验研究

采用硝酸氧化法对活性炭(AC)进行改性,考察改性前后活性炭的孔面结构与表面性质的变化,并进行双酚A吸附特性的对比。BET分析表明,改性后活性炭(MAC)虽然比表面积减小,但总孔容增大,平均孔径也由改性前的1.87nm增大到2.01nm。FTIR分析表明,MAC的表面引入羧酸等含氧基团,减少了醌基等基团。AC的双酚A的平衡吸附量约为3.72mg/g,且随初始浓度的增大,吸附量变化不大,而MAC对双酚A的平衡吸附量随初始浓度增大而明显增大,当溶液初始浓度为100mg/L时,最大吸附量在5.78mg/g左右。说明硝酸改性活性炭更利于对双酚A的吸附。     

Purification of Wet‐Process Phosphoric Acid by Hydrogen Peroxide Oxidation,Activated Carbon Adsorption and Electrooxidation

In this work, three technologies are studied for the purification of phosphoric acid produced by the wet process: chemical oxidation with hydrogen peroxide, adsorption onto activated carbon, and electrochemical oxidation by boron‐doped diamond anodes. The treatment of wet‐process phosphoric acid by chemical oxidation with H₂O₂ as oxidizing agent can remove 75 % of the initial TOC as maximum, indicating that this wet‐process phosphoric acid contains an important amount of organics that cannot be oxidized by hydrogen peroxide under the operation conditions used. High temperatures and hydrogen peroxide/TOC ratios close to 150 g H₂O₂/g TOC allow obtaining the best chemical oxidation results. The adsorption onto activated carbon can remove between 40 and 60 % of the initial TOC as maximum. Adsorption times of 2 hours and activated carbon/WPA ratios close to 12 g AC/Kg WTP assure both steady state and maximum adsorption of organics. The electrochemical process is the only technique by which complete mineralization of WPA organics can be achieved. Operating at 60 mA cm^–2 and at room temperature, high current efficiencies are achieved which only seem to decrease by mass transport limitations.     

活性炭对单宁酸的吸附去除性能

三卤甲烷(THMs)是水中天然有机物在氯化消毒过程中产生的对人体有致癌作用的挥发性物质,腐殖酸是生成消毒副产物的主要前驱物。活性炭能够去除水中的多种有机污染物,其中对腐殖酸的去除性能可以通过单宁酸值来表征。通过间歇试验,研究了两种活性炭对单宁酸的吸附行为,探索其对单宁酸的吸附规律。结果表明308 K时,1#炭对单宁酸的饱和吸附量较大,为616.0 mg/g。升高温度有利于两种活性炭对单宁酸的吸附,表明吸附过程为吸热过程。此外,两种活性炭对单宁酸的吸附动力学可以用Largergren伪二级速率方程很好地拟合,吸附过程是双速过程。1#炭对单宁酸的吸附速率更快,比3#炭具有更高的单宁酸吸附性能。1#和3#炭对单宁酸的吸附活化能依次分别为17.5和3.9 kJ/mol,说明1#炭的反应速率随温度的升高增加得较快,符合Arrhenius的经验方程,吸附反应速率随温度升高而加快的规律,活性炭对单宁酸的吸附可认为是化学吸附。     

活性炭吸附法处理对苯二甲酸废水研究

选择了4种不同类型、不同粒度的活性炭作为吸附剂,对苯二甲酸废水的吸附行为进行了研究。对苯二甲酸浓度采用紫外分光光度法测定。实验结果表明粒度为20-40目的A活性炭的吸附性能最好。活性炭吸附量随溶液pH值升高而降低,pH值为6时的吸附量约为DH为14时的4倍。搅拌可以缩短活性炭达到平衡吸附的时间,但对平衡吸附量影响很小。     

碳纤维的硝酸氧化及表面化学分析

采用 X光电子能谱 (XPS)及化学衍生法探讨了硝酸氧化前后的碳纤维表面化学的变化。研究表明 ,高模量碳纤维的表面化学基团含量要比低模量碳纤维的低。硝酸氧化对低模量碳纤维的表面改性远比高模量碳纤维的大。硝酸氧化减少了碳纤维表面的羟基含量 ,同时增加了碳纤维表面的羧基含量。     

硝酸改性处理对活性炭性能的影响

研究了硝酸对活性炭改性处理后,活性炭灰分、pH值、表面元素含量以及表面结构的性能,结果表明硝酸对活性炭进行改性处理,能降低活性炭的灰分、pH值和比表面积,增加活性炭表面氧含量。     

利用粉煤灰制备分子筛及对水体中六价铬的吸附研究

以粉煤灰为原料,采用湿法加碱煅烧法合成了4A分子筛,研究了粉煤灰与烧碱配比、煅烧温度、煅烧时间对合成4A分子筛的影响,结果表明粉煤灰与烧碱配比1.0:0.8,煅烧温度700℃,煅烧时间1 h有利于4A分子筛的合成.利用合成的4A分子筛对水体中六价铬进行了吸附研究,实验确定的最佳吸附条件为:分子筛投加量为0.3 g,溶液pH值为6～7,吸附时间为30 min,吸附温度为10～25℃.最佳吸附条件下分子筛对六价铬有较好的去除效果.吸附以物理吸附为主,符合Freundlich等温吸附式.同时对4A分子筛的再生性进行了研究,2次循环使用后其吸附能力仍能保持初次吸附能力的90.0％以上.