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              活性炭在水處理中的應(yīng)用以及改性方法

　
   　活性炭是通過(guò)碳化和活化過(guò)程由生物有機(jī)物質(zhì)(煤，石油，瀝青等)制成的無(wú)定形碳。它具有多孔結(jié)構(gòu)，比表面積大，吸附能力強(qiáng)，速度快，飽和和zai生等特點(diǎn)，可以you效除水中的水，天ran和合成溶解有機(jī)物，微量污染物和一些污染物氣體中的異味。但是，由于普通活性炭的比表面積小，孔徑分布不均，吸附選擇性能差，因此，普通活性炭需要進(jìn)一步改性以滿足實(shí)驗(yàn)和工程需要。如今，過(guò)程控制和后處理技術(shù)通常用于調(diào)整活性炭的孔結(jié)構(gòu)并改變其表面化學(xué)性質(zhì)以提高吸附性能。

 

　　活性炭是一種環(huán) 保型吸附劑，具有強(qiáng)大的吸附能力，優(yōu)異的吸附能力和催化劑性能?；钚蕴吭戏N類繁多，an全性和穩(wěn)定性高，耐酸，耐堿，耐熱，易于再zai生。根據(jù)實(shí)踐，活性炭對(duì)溶于水的有機(jī)溶劑具有優(yōu)異的吸附性能，對(duì)混濁的水具有明顯的凈化作用，可以除水中的異味，還可以過(guò)濾水中的微生物，因此被用于水處理行業(yè)。這是可能的。它具有廣泛的應(yīng)用范圍。博濤活性炭制造商簡(jiǎn)要介紹了活性炭是如何進(jìn)行改造和應(yīng)用于水處理的，從而為活性炭及其改性產(chǎn)品在水處理行業(yè)中的應(yīng)用提供參考材料。

 

1.活性炭的改性方法

1.1表面氧化改性

　　表面氧化改性是用氧化劑處理活性炭，以氧化活性炭表面上的官能團(tuán)，增加含氧官能團(tuán)(羧基，酚羥基，酯基等)的數(shù)量，并改良活性炭的親水性，即極性。通常用于改變極性物質(zhì)吸附能力的氧化劑主要是過(guò)氧化氫，硝酸，臭氧和高氯酸。其中，硝酸具有很強(qiáng)的氧化能力，可產(chǎn)生許多酸性基團(tuán)，而其他氧化劑則相對(duì)溫和，可用于控制活性炭的表面酸度。氧化改性后，活性炭材料的表面形狀更加均勻，使用其他氧化劑可以制得漢陽(yáng)官能團(tuán)的數(shù)目和極性不同的活性炭材料，其中酸性含氧官能團(tuán)的含量與氧化程度有很大關(guān)系。

 

1.2如何改變活性炭的表面化學(xué)性質(zhì)

　　活性炭的表面化學(xué)性質(zhì)的變化主要是通過(guò)以yi定方式改變活性炭表面上的官能團(tuán)以及負(fù)載在表面上的離子和化合物來(lái)改變表面的化學(xué)性質(zhì)，從而提高活性炭的吸附能力。改變活性炭的表面化學(xué)性質(zhì)的方法可大致分為表面氧化法，表面還原法，負(fù)載原子和化合物法以及酸鹽法。在改性過(guò)程中，經(jīng)常結(jié)合不同的改性方法對(duì)活性炭進(jìn)行改性，以獲得geng好的改性效果。

 

　　1.2.1表面氧化法

 

　　在適當(dāng)?shù)臈l件下，用氧化劑對(duì)活性炭進(jìn)行表面處理，以增加酸性基團(tuán)的含量并提高極性物質(zhì)的吸附能力。取決于氧化劑，改性后的表面上的官能團(tuán)的類型和數(shù)量不同，并且氧化度越高，含氧官能團(tuán)越多。

 

　　常用的氧化劑是HNO3，HClO，H2SO4，Cl2，H2O2，(NH4)S2O8等。

 

　　1.2.2表面還原法

 

　　活性炭的表面在適當(dāng)?shù)臏囟认卤贿€原并用還原劑改性，以增加堿性基團(tuán)的相對(duì)含量并改bian表面的非極性，從而提高活性炭對(duì)非極性物質(zhì)的吸附能力。

 

　　常用的還原重整方法是用惰性氣體(例如H2和N2)加熱活性炭以獲得更多的堿性基團(tuán)，并通過(guò)將其浸入NO3H2O水中來(lái)獲得富含氮的官能團(tuán)。

 

　　1.2.3加載的原子方法和復(fù)雜方法

 

　　裝載原子和化合物的方法主要是基于活性炭的吸附和還原性，并且將活性炭浸入特定溶液中并通過(guò)液相沉積將特定原子和化合物引入到活性炭的表面，金屬離子可以進(jìn)入活性炭的表面。它主要利用活性炭的還原性將金屬離子還原為元素離子或低成本離子。負(fù)載原子和化合物的方法通過(guò)利用原子和負(fù)載在活性炭上的化合物之間的鍵合作用來(lái)提高活性炭的吸附能力。

 

　　常用的溢流液是Cu(NO3)2，CuCl2，Na2CO3，F(xiàn)eSO4，F(xiàn)eCl3和其他水溶液。

 

2.改性活性炭在水處理中的應(yīng)用

2.1從水中去 除有機(jī)物

　　Maruyama等人報(bào)道了各種含鉑的活性炭可以改變氧化還原過(guò)程中有機(jī)酸的吸附，Pan Hongyan等人使用各種浸漬溶液對(duì)活性炭進(jìn)行改性并研究了苯酚的吸附，結(jié)果出現(xiàn)了。液浸通過(guò)改變活性炭的解吸活化能來(lái)影響吸附效果。 Li Jing等人還用不同的浸漬溶液對(duì)活性炭進(jìn)行了改性，并研究了苯的吸附，結(jié)果還顯示了受精后解吸活化能的變化。同時(shí)，使用其他施肥方法來(lái)改性活性炭通常會(huì)帶來(lái)geng好的除效果。

 

2.2從水中除重金屬離子

　　改性的活性炭不僅可以除水中的無(wú)機(jī)污染物(重金屬離子等)，而且還可以除水中的有機(jī)物(吸附機(jī)理)。通常，當(dāng)在粉末活性炭的表面上引入氨基，羥基和羧基官能團(tuán)時(shí)，所得的吸附劑具有g(shù)eng好的性能并且可以良好地吸附污水中的重金屬離子。一些學(xué)者對(duì)改性活性炭的吸附性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，將活性炭和HNO3溶液(溶液濃度13.2molL-1)以4333061的比例混合并回流1小時(shí)(回流溫度100)后，變化煤基活性炭的特性。

 

　　研究結(jié)果表明，該方法可以顯著提高活性炭對(duì)Pb2 +離子的吸附能力，改性前后的飽和吸附能力可達(dá)105倍。一些學(xué)者在沸騰溫度下以1,333,601的比例混合了活性炭和HNO3溶液(溶液濃度為13.2 mol.L-1)，然后進(jìn)行了熱處理(加熱溫度300-400C)?？梢哉J(rèn)為，改性活性炭具有強(qiáng)的離子交換能力和高的陽(yáng)離子交換能力，并且可以特別好地吸附和交換Cr(M)。一些學(xué)者使用二乙基二硫代氨基甲酸鈉和四丁基銨通過(guò)化合物改性和負(fù)載原子改性來(lái)轉(zhuǎn)化活性炭，以便可以從電鍍廢水中除鋅，鉻和銅的所有元素。吸附氣態(tài)礦物的活性炭通常通過(guò)加載原子和化合物或微波來(lái)轉(zhuǎn)化。

 

　　簡(jiǎn)而言之，改性活性炭可以吸附水中的石油產(chǎn)品，酚類化合物，苯類化合物和其他有機(jī)污染物，并且可以you效除人造有機(jī)化合物，合成染料，亞甲藍(lán)表面活性物質(zhì)和農(nóng) 藥。難以通過(guò)其他方式的除草劑和其他有機(jī)污染物值得推廣和應(yīng)用。