活性炭從液體中吸附汞

　　汞(gong)是環(huan)境中*有毒(du)的(de)(de)(de)金(jin)屬之一。活性(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)技(ji)術已經存在于汞(gong)減排(pai)技(ji)術中。活性(xing)炭是一種通用吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑，被認為是去除(chu)水中汞(gong)的(de)(de)(de)非常(chang)有效(xiao)的(de)(de)(de)替代方法。除(chu)其他因素(su)外，固(gu)體表(biao)面吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)污(wu)染(ran)物的(de)(de)(de)有效(xiao)性(xing)還取決(jue)于溶劑中污(wu)染(ran)物的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)電(dian)荷和吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)系統pH吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑表(biao)面的(de)(de)(de)凈(jing)電(dian)荷。木質活性(xing)炭一般用作(zuo)這項工(gong)作(zuo)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑。硫(liu)酸浸漬(zi)和二(er)硫(liu)化(hua)(hua)碳兩次硫(liu)化(hua)(hua)，以(yi)提高汞(gong)捕獲的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)能力(li)。不(bu)同的(de)(de)(de)溫度和溶液pH分(fen)批吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)試驗值下。討論了表(biao)面化(hua)(hua)學(xue)和操作(zuo)條件(jian)對吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)能力(li)的(de)(de)(de)影響(xiang)。

　　但汞(gong)是(shi)一種重(zhong)要而有(you)用的(de)(de)工業材料。汞(gong)和汞(gong)化合(he)物長期以(yi)來(lai)一直(zhi)被(bei)用作(zuo)油墨(辰砂，紅硫(liu)化物)中(zhong)的(de)(de)顏料，作(zuo)為(wei)早期冶金(鍍金銅)和儀(yi)器儀(yi)表(溫(wen)度計，氣(qi)壓(ya)計)和許(xu)多行業(從(cong)其(qi)礦石中(zhong)回收黃金)通過(guo)電解鹽水等制(zhi)造氯和氫氧化鈉)，或存在(zai)于它們的(de)(de)廢水中(zhong)。汞(gong)一旦進(jin)入(ru)食(shi)物鏈，這種元素就會在(zai)人類(lei)和動(dong)物中(zhong)積累，對健康(kang)產生許(xu)多不利影響。為(wei)了(le)(le)防止(zhi)汞(gong)毒(du)性(xing)引起的(de)(de)問題，提(ti)出了(le)(le)離子交換(huan)、吸附、硫(liu)化物沉淀、電沉積、溶劑提(ti)取和膜(mo)工藝等幾種技術(shu)。活性(xing)炭吸附被(bei)認為(wei)是(shi)從(cong)水中(zhong)去(qu)除痕量金屬(shu)的(de)(de)可用技術(shu)替代(dai)品的(de)(de)經濟(ji)可行性(xing)。活性(xing)炭是(shi)一種可從(cong)包括(kuo)工業活動(dong)廢物在(zai)內的(de)(de)各(ge)種原。活性(xing)炭發現了(le)(le)從(cong)水中(zhong)去(qu)除汞(gong)的(de)(de)非常有(you)效的(de)(de)替代(dai)品。

　　由(you)于溶(rong)質和(he)溶(rong)劑都是固體表面(mian)的(de)(de)競爭，因此在液相中(zhong)吸(xi)(xi)附(fu)是一種(zhong)復雜(za)的(de)(de)現象。簡(jian)而言之，溶(rong)質的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)取決(jue)于活性(xing)炭吸(xi)(xi)附(fu)劑的(de)(de)分子(zi)大小(xiao)和(he)化學性(xing)質，以(yi)(yi)及(ji)其(qi)表面(mian)化學性(xing)質。根據溶(rong)液的(de)(de)組成和(he)pH值(zhi)(zhi)，其(qi)可以(yi)(yi)是正的(de)(de)，負的(de)(de)或(huo)中(zhong)性(xing)的(de)(de)。由(you)于優先吸(xi)(xi)附(fu)物(wu)(wu)種(zhong)的(de)(de)類型(xing)和(he)吸(xi)(xi)附(fu)程度可能取決(jue)于表面(mian)的(de)(de)離子(zi)狀態，這取決(jue)于溶(rong)液pH值(zhi)(zhi)。若流出物(wu)(wu)pH值(zhi)(zhi)不能改(gai)變（例如(ru)，當(dang)必須檢測到大量液體或(huo)環(huan)境問題時），適(shi)當(dang)的(de)(de)活性(xing)炭表面(mian)改(gai)性(xing)可以(yi)(yi)提高污染物(wu)(wu)的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)能力(li)。在其(qi)他情況下，溶(rong)液可以(yi)(yi)改(gai)變pH改(gai)善吸(xi)(xi)附(fu)。

　　在(zai)過去的(de)(de)幾(ji)年(nian)里，為(wei)了(le)提高活性(xing)炭從水介(jie)質中去除(chu)汞(gong)的(de)(de)吸(xi)附能(neng)力(li)，表面改性(xing)活性(xing)炭的(de)(de)開(kai)發受(shou)到(dao)了(le)廣泛的(de)(de)關(guan)注。據報道，硫作為(wei)一種有利于汞(gong)吸(xi)附的(de)(de)元素，因此硫的(de)(de)表面處理應該(gai)能(neng)夠改善汞(gong)的(de)(de)吸(xi)附。

　　今天，金峰介紹了三種活性(xing)炭(tan)(tan)作(zuo)(zuo)為(wei)液相中汞吸附(fu)(fu)劑(ji)的比較研究。**種吸附(fu)(fu)劑(ji)是通過水蒸氣物(wu)理活化(hua)炭(tan)(tan)化(hua)，第二種是硫酸和二硫化(hua)碳，以便將硫作(zuo)(zuo)為(wei)雜(za)原子引入吸附(fu)(fu)劑(ji)表面，第三種是普通活性(xing)炭(tan)(tan)。所有活性(xing)炭(tan)(tan)分批吸附(fu)(fu)和測量汞，并使用(yong)吸附(fu)(fu)等溫線(xian)來比較其(qi)性(xing)能。

　　如(ru)圖所示，為了獲(huo)得(de)與(yu)零電荷相對應的吸(xi)附劑(ji)點pH質(zhi)量滴定(ding)的結(jie)果在值下。本表總結(jie)了所研究吸(xi)附劑(ji)的酸堿表面基團和pH PZC的結(jie)果。

　　酸堿(jian)表(biao)(biao)面基團的(de)分(fen)析表(biao)(biao)明 與(yu)改性(xing)固體的(de)結構性(xing)質相(xiang)比(bi)，使(shi)用H 2 SO 4.與(yu)活性(xing)炭(tan)吸附(fu)劑相(xiang)比(bi)，硫化(hua)處(chu)理增加了兩個位(wei)點的(de)數(shu)量和(he)表(biao)(biao)面化(hua)學變化(hua)。（酸基：堿(jian)基）比(bi)表(biao)(biao)示硫化(hua)處(chu)理引起(qi)的(de)表(biao)(biao)面化(hua)學變化(hua)。

　　與活性炭(tan)(tan)吸(xi)附(fu)劑相比，在AC-CS 2吸(xi)附(fu)劑觀(guan)察到表面(mian)基(ji)(ji)(ji)團的(de)(de)數量(liang)和(he)類型更重(zhong)要(yao)的(de)(de)變化，這不(bu)僅是因為硫化吸(xi)附(fu)劑的(de)(de)結構(gou)變化，而且與表面(mian)化學變化有(you)關(guan)，基(ji)(ji)(ji)本上通過(guo)酸堿基(ji)(ji)(ji)團的(de)(de)數量(liang)和(he)（酸基(ji)(ji)(ji)團：堿基(ji)(ji)(ji)團）的(de)(de)比例(li)，基(ji)(ji)(ji)本上不(bu)同于未處(chu)理(li)的(de)(de)吸(xi)附(fu)劑。對應硫化活性炭(tan)(tan)pH PZ0值和(he)未處(chu)理(li)固(gu)體pH PZ0 三種固(gu)體和(he)溶(rong)液的(de)(de)預測值明顯(xian)不(bu)同。pH不(bu)同的(de)(de)行為。

　　在(zai)固(gu)定pH在(zai)溫(wen)度下對活性炭(tan)吸(xi)附(fu)數據(ju)的分析表(biao)明(ming)，*高(gao)吸(xi)附(fu)能力(li)對應于AC-H 2 SO 4 吸(xi)附(fu)劑(ji)(k Freundlich參數的*高(gao)值)主要是由于硫(liu)酸(suan)引起(qi)的固(gu)體結構性質的變(bian)化(hua)(hua)。與活性炭(tan)吸(xi)附(fu)劑(ji)相比，硫(liu)化(hua)(hua)處理產生了輕微的表(biao)面化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)。

　　使用(yong)二(er)硫(liu)化(hua)碳作為硫(liu)化(hua)劑(與AC和AC-H 2 SO 4 與吸(xi)附劑對(dui)應(ying)的相比，不(bu)同的1 / n Freundlich參數)產生了更重(zhong)要的表(biao)面化(hua)學變化(hua)。改性固(gu)體的汞(gong)吸(xi)附能力(li)高于(yu)未經處理的吸(xi)附劑。這些(xie)結(jie)果與相應(ying)的表(biao)面酸和堿基(ji)團(tuan)相一致。

　　活性炭(tan)汞溶(rong)液吸附研究結(jie)果

　　活(huo)性(xing)炭是(shi)從水溶(rong)液中吸附(fu)汞的(de)優良吸附(fu)劑，通過表(biao)面(mian)化學改性(xing)可以提(ti)高其吸附(fu)效率。吸附(fu)劑容量的(de)提(ti)高不(bu)僅取(qu)決于(yu)表(biao)面(mian)改性(xing)，還取(qu)決于(yu)溶(rong)液中溶(rong)質的(de)電荷(he)。這兩個因(yin)素取(qu)決于(yu)溶(rong)液pH值。活(huo)性(xing)炭表(biao)面(mian)硫(liu)化處理(li)在零充電點、固(gu)體紋理(li)性(xing)質（基本比(bi)表(biao)面(mian)和(he)孔(kong)徑(jing)分布(bu)）以及酸堿表(biao)面(mian)基團的(de)數量生重要變(bian)化。

　　從以上因素的(de)(de)分析(xi)可以解釋(shi)活性(xing)(xing)炭的(de)(de)吸(xi)(xi)附能(neng)力和溶(rong)液(ye)pH依賴(lai)關系(xi)。溫(wen)度對所研究固體(ti)(ti)的(de)(de)吸(xi)(xi)附性(xing)(xing)能(neng)沒有顯(xian)著影響(xiang)。觀察到隨溫(wen)度的(de)(de)吸(xi)(xi)附容量的(de)(de)輕微增(zeng)加。這(zhe)種(zhong)行為(wei)是由于當溶(rong)質分子將溶(rong)劑分子取代到固體(ti)(ti)表(biao)(biao)面時的(de)(de)能(neng)量變化。　*后得出結論，硫酸(suan)表(biao)(biao)面處理對活性(xing)(xing)炭的(de)(de)多孔結構和表(biao)(biao)面化學(xue)性(xing)(xing)質有重要(yao)變化，達(da)到*高(gao)吸(xi)(xi)附水平。二硫化碳(tan)的(de)(de)硫化處理也在固體(ti)(ti)、編織性(xing)(xing)和表(biao)(biao)面化學(xue)性(xing)(xing)質等(deng)方面發生了(le)重要(yao)變化。在這(zhe)種(zhong)情況下(xia)，由汞吸(xi)(xi)附的(de)(de)有利表(biao)(biao)面化學(xue)物(wu)質平衡減(jian)少了(le)表(biao)(biao)面積(ji)和孔體(ti)(ti)積(ji)，使活性(xing)(xing)炭優于未經處理的(de)(de)活性(xing)(xing)炭。