活性炭表面改性对水溶液中汞离子吸附行为的影响

活性炭的表面化学性质对重金属的吸附性能具有较大的影响,采用椰壳活性炭为原料,研究了不同的处理方法对活性炭表面性质的影响及活性炭的处理方法对水溶液中汞离子吸附性能的影响。结果表明,经过氢气处理的活性炭表面以碱性基团为主,对汞离子的吸附能力最强,经过液相氧化处理的活性炭表面以酸性基团为主,对汞离子的吸附能力降低。采用Freundlich吸附模型比Langmuir吸附模型更能有效模拟活性炭对水溶液中汞离子的吸附行为,表面呈碱性的活性炭更有利于水溶液中汞离子的吸附。为工业废水中重金属离子去除的高效吸附剂的开发提供参考。     

表面掺杂改性竹活性炭对汞离子吸附行为研究（摘要）

在重金属污染源中,汞作为一种特殊的、毒性极强的典型重金属元素成为废水治理的重点,也是我国“十二五”生态环保工作计划的主要内容之一。目前我国正处在工业化和城市化进程的快速发展阶段,氯碱、塑料、冶炼、电池等工业大量含汞废水的排放不仅造成我国的饮用水源污染,而且废水中的汞能够通过蒸发、沉降等途径迁移到大气和土壤中造成大气污染以及农产品污染,又能通过食物链进入人和动物体内,对人体和生态环境造成严重的危害。因此,如何有效的控制废水中重金属汞的排放是当前亟需解决的课题。主要研究内容和结果如下：     

改性活性炭的制备及其对气态汞的吸附研究

采用高温热处理法去除活性炭表面含氧官能团,并通过化学浸泡法分别将酚羟基和羧基添加到活性炭表面。利用氮气吸附-脱附、X射线衍射分析、X射线光电子能谱法对改性前后活性炭进行表征。研究发现：经高温热处理的活性炭比表面积增大为1139m2／g,孔径集中分布于1nm以下;热处理后活性炭内部晶格结构更加完整。经过化学改性后,酚羟基和羧基均可以一定比例负载到活性炭表面,且比表面积随着负载量增多而下降。对气态汞的吸附实验表明：经高温热处理的样品对气态汞的吸附能力与原始活性炭相比有所下降：当达到吸附饱和时,原始活性炭的吸附量为306．55μg／g,而经热处理的样品的吸附量是243．5μg／g;负载羧基的活性炭样品,其吸附容量高达865．3μg／g;负载酚羟基样品的吸附容量为133．1μg／g。由此得出结论：活性炭表面的含氧官能团对其吸附气态汞有重要影响,其中羧基的存在有利于对气态汞的吸附,而酚羟基的存在对气态汞的吸附不起促进作用。     

活性炭对汞离子的吸附动力学研究

以椰壳活性炭为原料,采用水蒸气法二次活化制备得到了微孔含量丰富的椰壳活性炭,其亚甲基蓝吸附值165 mg/g,碘吸附值1 090 mg/g。采用氮气吸附等温线对其比表面积和孔结构进行了表征。以氯化汞为污染目标物,考察了活性炭对于Hg2+的吸附性能。结果表明,活性炭对Hg2+的吸附量与其比表面积以及孔结构有关。吸附动力学实验表明活性炭吸附是一个快速吸附和缓慢吸附共存的双速过程,可以用Lagergren伪二级速率方程进行拟合;吸附等温线实验表明活性炭吸附Hg2+是一个放热的过程,属于单分子层吸附,符合Langmuir吸附等温式。     

巯基功能化活性炭对汞离子的吸附性能研究及机理初探

以活性炭为基体,利用γ-巯丙基三甲氧基硅烷(TMMPS)为改性剂对其进行巯基改性,获得了新型除汞材料巯基功能化活性炭(SFAC).采用SEM-EDS、FT-IR对材料进行表征,结果表明-SH成功被引入到活性炭表面.吸附等温线研究表明改性后活性炭(SFAC)的吸附容量高达472 mg/g,较原活性炭(AC)提高了近1倍.针对高酸性的PVC含汞废水环境,模拟考察了溶液酸度对材料吸附性能的影响,结果表明SFAC在高酸[w(HCl)=31％]下,材料仍能稳定存在,并保持一定的吸附能力,表明材料有很强的耐酸性.同时开展材料对汞离子的吸附动力学研究,初步探讨Hg2+在SFAC上的吸附机理.     

褐煤吸附汞离子的动力学特征

选用褐煤作为原材料,分析其吸附汞离子的动力学特征,探讨其在不同温度、不同pH值、不同离子强度下的吸咐效果.结果表明,褐煤对汞离子的吸附在0～5 min内为快速吸附阶段,此后呈现为慢速吸附阶段,直至20 min基本达到吸附平衡.随着温度(25～55℃)和pH(3～6)的升高,褐煤对Hg2+的饱和吸附量增加.而随着离子强度...     

壳聚糖复合材料对废水中汞离子的吸附

以壳聚糖为基质,通过化学键合方法制备了铝涂覆的壳聚糖-铝氧化物复合材料;发现其对水溶液中的汞离子具有较好的吸附性能,研究了反应温度、时间、溶液起始浓度等条件对吸附性能的影响;壳聚糖复合材料对汞离子的吸附量随反应温度的升高而增大,以化学吸附为主;随着溶液中离子的起始浓度的增大,吸附量迅速增加,而吸附率则下降;对于低浓度的溶液,常温下吸附率可达90%以上,而对于浓度较高的溶液,吸附量高达900 mg/g以上;与未改性的壳聚糖及无机氧化铝相比,壳聚糖复合材料对汞离子的吸附性能得到明显改善;壳聚糖经改性后,热稳定性也得到了显著提高.     

功能化活性炭研究进展综述

综述了目前以活性炭为载体制备活性炭基催化剂的研究进展,分析了活性组分的种类、数量、粒径、活性炭的基体性质、活性组分的负载方法以及负载次序等诸多因素对功能化活性炭性能的影响,从中发现了成品活性炭负载活性组分时的固有缺陷,提出将纳米技术应用到活性炭的制备过程。     

铜铁基改性活性炭对烟气中二价汞的吸附

随着工业的发展,环境问题日趋严重,而二价汞污染作为环境问题之一受到越来越多的关注。本文采用过体积浸渍法制备了铜基和铁基[CuCl₂,FeCl₃,Cu （NO₃）₂]改性的活性炭,考察了不同浓度以及煅烧温度制备的改性活性炭对模拟烟气中二价汞（HgCl₂）脱除性能的影响。通过吸附穿透实验的对比研究得出,无论是铜基或铁基改性的活性炭都对含氯化汞烟气有很好的吸附效果,并且300℃焙烧的0.01mol/L的氯化铜改性活性炭是深度脱除含氯化汞烟气效果最好的改性活性炭,其吸附量达到了4.55mg/g。在此基础上,进一步利用了XRD、BET、XPS常用表征手段研究了改性前后活性炭的物理化学特性,证明了铜基、铁基改性活性炭吸附氯化汞都是物理吸附与化学吸附共同作用的结果,并给出了相应的解释,以期为后续的科学研究提供一定的思路。     

氢氧化镁改性活性炭对铜离子的吸附

采用反应结晶技术制备了改性活性炭材料(Mg-GAC)，并采用 SEM、XRD表征手段对改性前后活性炭进行微观分析，进而研究了 GAC 和 Mg-GAC随吸附时间、溶液pH值和温度变化对废水中铜离子的吸附效果影响。结果表明，GAC经改性后，大大增加了其比表面积，增至738.01m2/g。在Mg-GAC 投加量为0.3g，铜离子浓度为40mg/L，温度为25℃，pH为7的条件下反应2 h，其吸附量达到11.66mg/g。另外，铜离子的吸附过程符合 Langmuir 等温模型。     

巯基化多孔氧化硅纳米球及其对汞的吸附富集

采用原位共缩聚法,合成了巯基功能化多孔氧化硅纳米球,利用红外光谱、扫描电镜、透射电镜、氮气吸附-脱附)和热重分析等对合成的样品进行了表征,并研究了所合成样品对水中Hg2+的富集分离性能.结果 表明,巯基多孔氧化硅纳米球具有较高的比表面积(789 m2/g)和较大的孔体积(2.66 cm3/g);通过调节反应条件,可以调...     

改性活性炭的表面特性及其对苯酚的吸附性能

研究了表面改性对活性炭吸附苯酚性能的影响。研究发现，硫酸氧化可增加活性炭表面酸性基团的含量，提高了活性炭的表面亲水性，降低pHPZC值，因而对吸附水中的苯酚的性能产生明显影响，降低了对苯酚的吸附。     

活性炭吸附废水中表面活性剂的试验研究

为了探索一种新的表面活性剂废水处理方法,试验研究了活性炭经不同方法改性后对表面活性剂的吸附规律。结果表明:经浓硝酸和H2O2改性的活性炭对表面活性剂的吸附量分别是原始活性炭的1.4和1.5倍。通过活性炭静态吸附试验发现:三种活性炭在4h达到吸附平衡,改性后的活性炭吸附能力明显增强。在动态吸附试验中,原始活性炭在360min达吸附饱和,其它两种改性活性炭在300min达吸附饱和。改性后的活性炭比原始活性炭的吸附效果好,且用H2O2改性的活性炭较用浓硝酸改性的吸附能力更强。     

活性炭表面改性及吸附极性气体

活性炭的微结构和表面化学特性对其吸附性能产生显著影响。概述了通过调整活性炭孔隙结构。引入化学基团，改变其酸碱度和极性，提高其吸附极性分子能力的方法，介绍了炭表面化学结构，分析了炭微结构，表面基团和吸附质性质对吸附过程的影响。对近年来活性炭表面的改性在吸附SO2和VOCs的实验研究进行了讨论。     

活性炭纤维对水溶液中醋酸丁酯的吸附性能研究

研究了以活性炭纤维为吸附剂从水溶液中吸附醋酸丁酯的吸附静力学，动力学规律及动态吸附特性。实验表明，活性炭纤维对醋酸丁酯的吸附量较大，吸附速度快，动态吸附，脱际性能好。     

活性炭纤维对水溶液中醋酸丁酯的吸附性能研究

研究了以活性炭纤维为吸附剂从水溶液中吸附醋酸丁酯的吸附静力学、动力学规律及动态吸附特性。实验表明，活性炭纤维对醋酸丁酯的吸附量较大，吸附速度快，动态吸附、脱附性能好。该方法可行，具有一定的实用价值。     

表面改性活性炭对CO_2的吸附性能

研究了用 H2 O2 ,HNO3加醋酸铜溶液进行表面改性后的活性炭对 CO2 的吸附性能 ,分析了改性前后活性炭的表面化学性质 ,测定了 2 73K下的吸附等温线 ,用 D- A方程对吸附等温线进行了很好的拟合 ,探讨了表面改性对活性炭表面化学性质的影响及其表面化学性质与吸附性能之间的关系。     

氧化活性炭对水溶液中黄腐酸的吸附影响研究

研究了在有和没有过氧化氢存在下,氧化活性炭和未经氧化的活性炭对中性水溶液中泥炭黄腐酸吸附行为。并估算了活性炭表面官能团对其吸附水溶液中的黄腐酸吸附平衡的影响。研究发现,用经过氧化处理的活性炭取代未经氧化处理的活性炭可以将水溶液中黄腐酸的吸附效率提高约49%。     

活性炭对重金属离子的吸附研究

研究了活性炭分别对铅、镉、铜及锌离子的吸附作用,研究了pH值、温度及活性炭的投加量等因素对吸附效果的影响。结果表明,当pH〉5时对四种离子的去除率均达到98％以上,能达到很好的吸附。低温有利于吸附的进行。随着活性炭的增加．重金属离子的去除率增加．而且铜离子的活性炭最佳用量是0．3000g．铅、镉和锌的活性炭最佳用量均为1．000g。随着吸附时间的增加,去除率上升。铜、铅、镉和锌离子的吸附平衡时间分别为3．5h、1h、1．5h和1．5h。铜离子的吸附符合Langmuir等温模式,而锌、铅和镉离子的吸附符合Freundlich等温模式。