活性炭從液體中吸附汞

　　汞是環境中(zhong)*有(you)(you)毒(du)的金屬之一。活(huo)(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)技術已經(jing)存(cun)在于(yu)汞減排技術中(zhong)。活(huo)(huo)性炭(tan)是一種(zhong)通(tong)用吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)，被認為是去除水中(zhong)汞的非常有(you)(you)效(xiao)的替(ti)代方法(fa)。除其他因素外，固體表面(mian)吸(xi)(xi)附(fu)污(wu)染物的有(you)(you)效(xiao)性還(huan)取(qu)決(jue)于(yu)溶劑(ji)中(zhong)污(wu)染物的化(hua)(hua)學電荷和(he)吸(xi)(xi)附(fu)系統pH吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)表面(mian)的凈(jing)電荷。木質活(huo)(huo)性炭(tan)一般用作這項工作的吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)。硫酸浸漬和(he)二硫化(hua)(hua)碳(tan)兩次硫化(hua)(hua)，以提高汞捕獲的吸(xi)(xi)附(fu)能力。不同的溫度和(he)溶液(ye)pH分批吸(xi)(xi)附(fu)試(shi)驗值下。討(tao)論(lun)了表面(mian)化(hua)(hua)學和(he)操作條件對吸(xi)(xi)附(fu)能力的影(ying)響(xiang)。

　　但汞(gong)(gong)是一種重(zhong)要而有(you)用的(de)(de)(de)工業(ye)材料。汞(gong)(gong)和汞(gong)(gong)化(hua)合物(wu)(wu)(wu)長(chang)期以來一直(zhi)被用作油墨(辰(chen)砂，紅硫化(hua)物(wu)(wu)(wu))中(zhong)的(de)(de)(de)顏料，作為(wei)早(zao)期冶(ye)金(鍍金銅(tong))和儀(yi)器儀(yi)表(溫(wen)度計，氣壓計)和許多(duo)行業(ye)(從(cong)其礦(kuang)石中(zhong)回收黃金)通過電(dian)解鹽水等制造氯和氫(qing)氧化(hua)鈉(na))，或存在(zai)于它們的(de)(de)(de)廢水中(zhong)。汞(gong)(gong)一旦(dan)進入食物(wu)(wu)(wu)鏈，這(zhe)種元素就會(hui)在(zai)人類和動物(wu)(wu)(wu)中(zhong)積累，對健(jian)康產(chan)生許多(duo)不利影響。為(wei)了防止汞(gong)(gong)毒性引(yin)起的(de)(de)(de)問題，提出了離子交換、吸(xi)附(fu)、硫化(hua)物(wu)(wu)(wu)沉淀、電(dian)沉積、溶劑(ji)提取和膜工藝等幾種技術(shu)。活(huo)性炭吸(xi)附(fu)被認為(wei)是從(cong)水中(zhong)去(qu)(qu)除(chu)痕量金屬的(de)(de)(de)可用技術(shu)替(ti)代品的(de)(de)(de)經濟可行性。活(huo)性炭是一種可從(cong)包括工業(ye)活(huo)動廢物(wu)(wu)(wu)在(zai)內的(de)(de)(de)各種原(yuan)。活(huo)性炭發現了從(cong)水中(zhong)去(qu)(qu)除(chu)汞(gong)(gong)的(de)(de)(de)非(fei)常有(you)效的(de)(de)(de)替(ti)代品。

　　由于(yu)(yu)溶(rong)質(zhi)和(he)溶(rong)劑都是(shi)固體(ti)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)競爭，因此在液(ye)(ye)相中(zhong)吸(xi)(xi)附是(shi)一種復雜(za)的(de)(de)(de)現象。簡而言(yan)之，溶(rong)質(zhi)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附取決(jue)于(yu)(yu)活性炭(tan)吸(xi)(xi)附劑的(de)(de)(de)分子大(da)小和(he)化學性質(zhi)，以(yi)及其(qi)表(biao)面(mian)化學性質(zhi)。根據溶(rong)液(ye)(ye)的(de)(de)(de)組(zu)成和(he)pH值(zhi)(zhi)，其(qi)可(ke)以(yi)是(shi)正的(de)(de)(de)，負(fu)的(de)(de)(de)或中(zhong)性的(de)(de)(de)。由于(yu)(yu)優(you)先吸(xi)(xi)附物(wu)種的(de)(de)(de)類(lei)型(xing)和(he)吸(xi)(xi)附程度(du)可(ke)能(neng)取決(jue)于(yu)(yu)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)離(li)子狀態，這取決(jue)于(yu)(yu)溶(rong)液(ye)(ye)pH值(zhi)(zhi)。若流出(chu)物(wu)pH值(zhi)(zhi)不能(neng)改(gai)變（例如，當必須檢測(ce)到大(da)量(liang)液(ye)(ye)體(ti)或環境(jing)問題(ti)時），適當的(de)(de)(de)活性炭(tan)表(biao)面(mian)改(gai)性可(ke)以(yi)提高污染物(wu)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附能(neng)力。在其(qi)他情(qing)況(kuang)下(xia)，溶(rong)液(ye)(ye)可(ke)以(yi)改(gai)變pH改(gai)善吸(xi)(xi)附。

　　在過去的(de)(de)(de)幾年(nian)里(li)，為(wei)了提高活(huo)性(xing)炭從水(shui)介(jie)質中(zhong)去除汞(gong)的(de)(de)(de)吸(xi)附能力，表面改性(xing)活(huo)性(xing)炭的(de)(de)(de)開發受到了廣(guang)泛(fan)的(de)(de)(de)關注(zhu)。據報(bao)道，硫(liu)作為(wei)一種有(you)利(li)于汞(gong)吸(xi)附的(de)(de)(de)元素，因此硫(liu)的(de)(de)(de)表面處(chu)理應該能夠改善汞(gong)的(de)(de)(de)吸(xi)附。

　　今(jin)天，金峰介紹了三(san)種(zhong)(zhong)活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)作(zuo)為液相中汞吸附劑的比較研究。**種(zhong)(zhong)吸附劑是通過水蒸氣物理活化(hua)炭(tan)(tan)(tan)化(hua)，第(di)二種(zhong)(zhong)是硫酸和(he)二硫化(hua)碳，以便將硫作(zuo)為雜原子引入(ru)吸附劑表(biao)面(mian)，第(di)三(san)種(zhong)(zhong)是普通活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)。所有活性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)分批吸附和(he)測量(liang)汞，并使用吸附等(deng)溫線來比較其(qi)性(xing)(xing)能。

　　如圖(tu)所(suo)示，為了獲得與零電荷相對應的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)劑點pH質量滴定的(de)(de)結果(guo)在值下。本表總(zong)結了所(suo)研(yan)究吸(xi)附(fu)(fu)劑的(de)(de)酸(suan)堿表面基團和pH PZC的(de)(de)結果(guo)。

　　酸堿(jian)表(biao)(biao)面(mian)(mian)基團的(de)分析表(biao)(biao)明(ming) 與改性固體(ti)的(de)結構(gou)性質相比，使用(yong)H 2 SO 4.與活性炭(tan)吸(xi)附(fu)劑相比，硫化(hua)處(chu)理增加了兩個位點(dian)的(de)數量和(he)表(biao)(biao)面(mian)(mian)化(hua)學變化(hua)。（酸基：堿(jian)基）比表(biao)(biao)示硫化(hua)處(chu)理引起的(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)化(hua)學變化(hua)。

　　與活(huo)性(xing)(xing)炭吸(xi)附(fu)劑(ji)相比(bi)，在AC-CS 2吸(xi)附(fu)劑(ji)觀察到(dao)表面(mian)基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)的(de)(de)數量和類型(xing)更重要的(de)(de)變化(hua)，這(zhe)不(bu)(bu)僅是因為硫(liu)化(hua)吸(xi)附(fu)劑(ji)的(de)(de)結(jie)構變化(hua)，而且與表面(mian)化(hua)學(xue)變化(hua)有關，基(ji)(ji)本上通過酸堿基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)的(de)(de)數量和（酸基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)：堿基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)）的(de)(de)比(bi)例，基(ji)(ji)本上不(bu)(bu)同于未(wei)處(chu)理的(de)(de)吸(xi)附(fu)劑(ji)。對應硫(liu)化(hua)活(huo)性(xing)(xing)炭pH PZ0值(zhi)和未(wei)處(chu)理固(gu)體pH PZ0 三種固(gu)體和溶液(ye)的(de)(de)預(yu)測值(zhi)明顯(xian)不(bu)(bu)同。pH不(bu)(bu)同的(de)(de)行為。

　　在固定pH在溫度下對(dui)活(huo)性炭吸(xi)附數據(ju)的分(fen)析表明，*高(gao)吸(xi)附能(neng)力對(dui)應于(yu)AC-H 2 SO 4 吸(xi)附劑(ji)(k Freundlich參數的*高(gao)值)主(zhu)要是由于(yu)硫酸引起的固體結構性質的變化(hua)。與(yu)活(huo)性炭吸(xi)附劑(ji)相比，硫化(hua)處理(li)產生(sheng)了輕微的表面化(hua)學變化(hua)。

　　使(shi)用(yong)二(er)硫(liu)化碳作為硫(liu)化劑(ji)(與(yu)AC和AC-H 2 SO 4 與(yu)吸附(fu)劑(ji)對應的(de)相(xiang)比，不同的(de)1 / n Freundlich參數)產生了更重要(yao)的(de)表(biao)面化學變化。改(gai)性固體(ti)的(de)汞吸附(fu)能(neng)力(li)高于未經處理(li)的(de)吸附(fu)劑(ji)。這(zhe)些結果(guo)與(yu)相(xiang)應的(de)表(biao)面酸和堿基團相(xiang)一致(zhi)。

　　活性炭汞(gong)溶液吸附(fu)研(yan)究結果

　　活性(xing)(xing)(xing)炭是從水溶(rong)液中(zhong)吸(xi)附(fu)汞的優良吸(xi)附(fu)劑(ji)，通過表(biao)面(mian)化(hua)學改(gai)性(xing)(xing)(xing)可以(yi)提(ti)高其吸(xi)附(fu)效率。吸(xi)附(fu)劑(ji)容量(liang)的提(ti)高不僅取(qu)決于(yu)表(biao)面(mian)改(gai)性(xing)(xing)(xing)，還取(qu)決于(yu)溶(rong)液中(zhong)溶(rong)質的電荷。這兩(liang)個因素取(qu)決于(yu)溶(rong)液pH值(zhi)。活性(xing)(xing)(xing)炭表(biao)面(mian)硫化(hua)處理在零充電點、固體(ti)紋(wen)理性(xing)(xing)(xing)質（基(ji)本比表(biao)面(mian)和孔徑分布(bu)）以(yi)及酸堿表(biao)面(mian)基(ji)團(tuan)的數量(liang)生重要變(bian)化(hua)。

　　從以上因(yin)素(su)的(de)(de)(de)分(fen)析可以解釋活性炭(tan)的(de)(de)(de)吸附能(neng)(neng)(neng)力和溶(rong)液(ye)pH依(yi)賴(lai)關系。溫度對所研究固(gu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)吸附性能(neng)(neng)(neng)沒有(you)顯著影響。觀察到隨溫度的(de)(de)(de)吸附容量的(de)(de)(de)輕微增加(jia)。這種行為是由于(yu)(yu)當溶(rong)質(zhi)分(fen)子將溶(rong)劑分(fen)子取代(dai)到固(gu)體(ti)(ti)表面(mian)(mian)時的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量變化(hua)。　*后得(de)出(chu)結論，硫酸表面(mian)(mian)處理對活性炭(tan)的(de)(de)(de)多孔結構和表面(mian)(mian)化(hua)學(xue)性質(zhi)有(you)重要(yao)變化(hua)，達到*高吸附水平(ping)。二(er)硫化(hua)碳的(de)(de)(de)硫化(hua)處理也(ye)在固(gu)體(ti)(ti)、編(bian)織性和表面(mian)(mian)化(hua)學(xue)性質(zhi)等(deng)方(fang)面(mian)(mian)發生(sheng)了(le)重要(yao)變化(hua)。在這種情況下，由汞吸附的(de)(de)(de)有(you)利表面(mian)(mian)化(hua)學(xue)物質(zhi)平(ping)衡減少了(le)表面(mian)(mian)積(ji)和孔體(ti)(ti)積(ji)，使活性炭(tan)優于(yu)(yu)未經(jing)處理的(de)(de)(de)活性炭(tan)。