活性炭從液體中吸附汞

　　汞(gong)是環境中*有(you)毒(du)的(de)(de)(de)金屬之一(yi)(yi)(yi)。活性(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)技術(shu)已經存在于汞(gong)減排技術(shu)中。活性(xing)炭是一(yi)(yi)(yi)種(zhong)通用吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑，被認為是去除水中汞(gong)的(de)(de)(de)非常有(you)效的(de)(de)(de)替(ti)代(dai)方(fang)法。除其他因素外(wai)，固體(ti)表(biao)面吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)污染物的(de)(de)(de)有(you)效性(xing)還取(qu)決于溶(rong)劑中污染物的(de)(de)(de)化學(xue)電(dian)荷和(he)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)系統(tong)pH吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑表(biao)面的(de)(de)(de)凈電(dian)荷。木(mu)質活性(xing)炭一(yi)(yi)(yi)般用作這(zhe)項(xiang)工作的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑。硫酸(suan)浸漬和(he)二硫化碳兩次硫化，以提高汞(gong)捕獲的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能(neng)力(li)。不同的(de)(de)(de)溫度和(he)溶(rong)液pH分(fen)批吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)試驗值下。討論了(le)表(biao)面化學(xue)和(he)操作條件(jian)對吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能(neng)力(li)的(de)(de)(de)影響。

　　但(dan)汞(gong)(gong)是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)重要而有用的(de)(de)(de)工業材(cai)料。汞(gong)(gong)和汞(gong)(gong)化(hua)合(he)物(wu)(wu)長期以來一(yi)直被(bei)用作油墨(辰砂，紅硫化(hua)物(wu)(wu))中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)顏料，作為早(zao)期冶金(jin)(鍍金(jin)銅)和儀器儀表(溫度計(ji)，氣壓計(ji))和許(xu)多(duo)行業(從其(qi)礦石(shi)中(zhong)(zhong)回收(shou)黃(huang)金(jin))通過電(dian)解(jie)鹽水(shui)等制造氯和氫氧化(hua)鈉)，或存在(zai)于它們的(de)(de)(de)廢水(shui)中(zhong)(zhong)。汞(gong)(gong)一(yi)旦進入食物(wu)(wu)鏈，這種(zhong)(zhong)元素就會在(zai)人類和動(dong)物(wu)(wu)中(zhong)(zhong)積(ji)累(lei)，對健康產生許(xu)多(duo)不利影響。為了防止汞(gong)(gong)毒性(xing)引(yin)起的(de)(de)(de)問(wen)題(ti)，提(ti)出了離子交換、吸(xi)附、硫化(hua)物(wu)(wu)沉淀、電(dian)沉積(ji)、溶劑提(ti)取和膜工藝等幾種(zhong)(zhong)技術。活(huo)(huo)性(xing)炭吸(xi)附被(bei)認為是(shi)從水(shui)中(zhong)(zhong)去(qu)除痕量金(jin)屬的(de)(de)(de)可(ke)(ke)用技術替代(dai)品(pin)的(de)(de)(de)經濟可(ke)(ke)行性(xing)。活(huo)(huo)性(xing)炭是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)可(ke)(ke)從包(bao)括工業活(huo)(huo)動(dong)廢物(wu)(wu)在(zai)內的(de)(de)(de)各種(zhong)(zhong)原。活(huo)(huo)性(xing)炭發現了從水(shui)中(zhong)(zhong)去(qu)除汞(gong)(gong)的(de)(de)(de)非常有效的(de)(de)(de)替代(dai)品(pin)。

　　由(you)于(yu)溶質(zhi)和(he)溶劑(ji)都是固(gu)體表面(mian)的(de)(de)競爭，因此在液(ye)(ye)(ye)(ye)相(xiang)中(zhong)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)是一種(zhong)復雜的(de)(de)現象。簡(jian)而(er)言之，溶質(zhi)的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)取決于(yu)活性(xing)(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(ji)的(de)(de)分子大(da)小和(he)化學性(xing)(xing)質(zhi)，以(yi)及(ji)其(qi)(qi)表面(mian)化學性(xing)(xing)質(zhi)。根(gen)據溶液(ye)(ye)(ye)(ye)的(de)(de)組成和(he)pH值(zhi)，其(qi)(qi)可(ke)以(yi)是正的(de)(de)，負的(de)(de)或(huo)中(zhong)性(xing)(xing)的(de)(de)。由(you)于(yu)優先吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)物種(zhong)的(de)(de)類型和(he)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)程度可(ke)能取決于(yu)表面(mian)的(de)(de)離(li)子狀態，這(zhe)取決于(yu)溶液(ye)(ye)(ye)(ye)pH值(zhi)。若流(liu)出物pH值(zhi)不(bu)能改(gai)(gai)(gai)變(bian)（例如，當必須檢測到大(da)量液(ye)(ye)(ye)(ye)體或(huo)環境(jing)問題時），適當的(de)(de)活性(xing)(xing)炭表面(mian)改(gai)(gai)(gai)性(xing)(xing)可(ke)以(yi)提高(gao)污染物的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)能力。在其(qi)(qi)他情(qing)況下，溶液(ye)(ye)(ye)(ye)可(ke)以(yi)改(gai)(gai)(gai)變(bian)pH改(gai)(gai)(gai)善(shan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)。

　　在過去(qu)的(de)幾年里，為了(le)提高活性(xing)炭從(cong)水介質中(zhong)去(qu)除汞(gong)的(de)吸附(fu)能力，表面(mian)改(gai)性(xing)活性(xing)炭的(de)開發(fa)受到了(le)廣泛的(de)關注。據報道，硫(liu)作為一(yi)種有利于汞(gong)吸附(fu)的(de)元素，因此硫(liu)的(de)表面(mian)處(chu)理應該能夠改(gai)善汞(gong)的(de)吸附(fu)。

　　今天，金峰(feng)介紹(shao)了三種(zhong)活性(xing)炭(tan)作(zuo)為(wei)(wei)液相中汞吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)的比較研(yan)究(jiu)。**種(zhong)吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)是(shi)通(tong)過(guo)水蒸氣物理活化(hua)炭(tan)化(hua)，第二種(zhong)是(shi)硫(liu)酸和二硫(liu)化(hua)碳，以便將硫(liu)作(zuo)為(wei)(wei)雜原子引入吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)表面，第三種(zhong)是(shi)普通(tong)活性(xing)炭(tan)。所有活性(xing)炭(tan)分批吸(xi)(xi)附(fu)和測量汞，并使用吸(xi)(xi)附(fu)等(deng)溫線來比較其性(xing)能。

　　如圖所示，為了獲得(de)與(yu)零電荷相(xiang)對應的吸(xi)附劑(ji)點pH質(zhi)量(liang)滴(di)定的結果(guo)在值下。本表總(zong)結了所研究吸(xi)附劑(ji)的酸堿表面基團和pH PZC的結果(guo)。

　　酸堿表面基團(tuan)的分析表明 與改(gai)性固體的結構(gou)性質相(xiang)比，使用H 2 SO 4.與活性炭吸附(fu)劑相(xiang)比，硫(liu)化(hua)處(chu)理增加(jia)了兩個位點的數量和表面化(hua)學(xue)變(bian)化(hua)。（酸基：堿基）比表示(shi)硫(liu)化(hua)處(chu)理引起的表面化(hua)學(xue)變(bian)化(hua)。

　　與活性炭(tan)吸(xi)附劑相比，在AC-CS 2吸(xi)附劑觀察到表面基(ji)團(tuan)(tuan)的(de)(de)數量和(he)(he)類型更(geng)重要的(de)(de)變(bian)化，這不(bu)(bu)僅(jin)是因為硫化吸(xi)附劑的(de)(de)結構(gou)變(bian)化，而且與表面化學變(bian)化有(you)關(guan)，基(ji)本上通(tong)過酸堿(jian)基(ji)團(tuan)(tuan)的(de)(de)數量和(he)(he)（酸基(ji)團(tuan)(tuan)：堿(jian)基(ji)團(tuan)(tuan)）的(de)(de)比例，基(ji)本上不(bu)(bu)同于未(wei)處理(li)的(de)(de)吸(xi)附劑。對應(ying)硫化活性炭(tan)pH PZ0值和(he)(he)未(wei)處理(li)固體pH PZ0 三種固體和(he)(he)溶液的(de)(de)預(yu)測值明顯不(bu)(bu)同。pH不(bu)(bu)同的(de)(de)行為。

　　在(zai)固定(ding)pH在(zai)溫(wen)度下對(dui)活性(xing)炭吸(xi)附(fu)數(shu)據的分(fen)析表(biao)明，*高吸(xi)附(fu)能(neng)力對(dui)應于AC-H 2 SO 4 吸(xi)附(fu)劑(k Freundlich參數(shu)的*高值)主要是由于硫酸(suan)引(yin)起的固體結構(gou)性(xing)質的變化(hua)。與活性(xing)炭吸(xi)附(fu)劑相比(bi)，硫化(hua)處理產生了輕微的表(biao)面化(hua)學變化(hua)。

　　使用二硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)碳作(zuo)為硫(liu)(liu)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(與(yu)AC和AC-H 2 SO 4 與(yu)吸(xi)附(fu)劑(ji)(ji)對應(ying)的(de)(de)相(xiang)比，不同的(de)(de)1 / n Freundlich參(can)數)產生了更重(zhong)要的(de)(de)表(biao)面化(hua)(hua)(hua)學(xue)變(bian)化(hua)(hua)(hua)。改性(xing)固體的(de)(de)汞吸(xi)附(fu)能力高于未經處理的(de)(de)吸(xi)附(fu)劑(ji)(ji)。這些結果與(yu)相(xiang)應(ying)的(de)(de)表(biao)面酸(suan)和堿基團相(xiang)一致。

　　活性炭汞溶液吸(xi)附研究結果(guo)

　　活性(xing)(xing)炭(tan)是從水溶(rong)液中(zhong)吸(xi)附(fu)汞的(de)優良吸(xi)附(fu)劑(ji)，通過表(biao)面(mian)化學改性(xing)(xing)可以(yi)提高(gao)其吸(xi)附(fu)效率。吸(xi)附(fu)劑(ji)容(rong)量的(de)提高(gao)不僅取決于表(biao)面(mian)改性(xing)(xing)，還取決于溶(rong)液中(zhong)溶(rong)質(zhi)的(de)電荷。這(zhe)兩個因素取決于溶(rong)液pH值。活性(xing)(xing)炭(tan)表(biao)面(mian)硫化處理(li)(li)在零充(chong)電點(dian)、固體紋(wen)理(li)(li)性(xing)(xing)質(zhi)（基(ji)(ji)本比(bi)表(biao)面(mian)和(he)孔徑(jing)分布）以(yi)及酸堿表(biao)面(mian)基(ji)(ji)團的(de)數量生重(zhong)要變(bian)化。

　　從以上因素的(de)(de)分(fen)析可以解(jie)釋活性(xing)(xing)(xing)炭的(de)(de)吸(xi)附(fu)能(neng)力和(he)溶液pH依賴關系。溫度對所研究固體(ti)的(de)(de)吸(xi)附(fu)性(xing)(xing)(xing)能(neng)沒有顯著影響。觀察到(dao)(dao)隨(sui)溫度的(de)(de)吸(xi)附(fu)容量的(de)(de)輕微增(zeng)加。這種(zhong)行(xing)為是由于當溶質(zhi)(zhi)(zhi)分(fen)子將(jiang)溶劑分(fen)子取代(dai)到(dao)(dao)固體(ti)表面(mian)(mian)時的(de)(de)能(neng)量變化(hua)(hua)。　*后得出結論(lun)，硫(liu)酸表面(mian)(mian)處理(li)對活性(xing)(xing)(xing)炭的(de)(de)多孔(kong)結構和(he)表面(mian)(mian)化(hua)(hua)學(xue)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)有重要變化(hua)(hua)，達到(dao)(dao)*高吸(xi)附(fu)水平。二(er)硫(liu)化(hua)(hua)碳的(de)(de)硫(liu)化(hua)(hua)處理(li)也在固體(ti)、編織性(xing)(xing)(xing)和(he)表面(mian)(mian)化(hua)(hua)學(xue)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)等方面(mian)(mian)發生了(le)(le)重要變化(hua)(hua)。在這種(zhong)情(qing)況下，由汞吸(xi)附(fu)的(de)(de)有利表面(mian)(mian)化(hua)(hua)學(xue)物質(zhi)(zhi)(zhi)平衡減少了(le)(le)表面(mian)(mian)積和(he)孔(kong)體(ti)積，使活性(xing)(xing)(xing)炭優于未經處理(li)的(de)(de)活性(xing)(xing)(xing)炭。