活性炭從液體中吸附汞

　　汞(gong)是環(huan)境中(zhong)*有毒的(de)(de)金屬之一(yi)。活(huo)(huo)性炭吸(xi)附(fu)技術(shu)已經存在于汞(gong)減排技術(shu)中(zhong)。活(huo)(huo)性炭是一(yi)種通用吸(xi)附(fu)劑(ji)，被認為是去除水中(zhong)汞(gong)的(de)(de)非常(chang)有效(xiao)的(de)(de)替代方法。除其他(ta)因素外，固體表面吸(xi)附(fu)污染物的(de)(de)有效(xiao)性還取決(jue)于溶劑(ji)中(zhong)污染物的(de)(de)化(hua)(hua)學電荷和吸(xi)附(fu)系統pH吸(xi)附(fu)劑(ji)表面的(de)(de)凈電荷。木質(zhi)活(huo)(huo)性炭一(yi)般用作(zuo)(zuo)這項工作(zuo)(zuo)的(de)(de)吸(xi)附(fu)劑(ji)。硫(liu)酸浸漬和二硫(liu)化(hua)(hua)碳兩次硫(liu)化(hua)(hua)，以提高汞(gong)捕獲的(de)(de)吸(xi)附(fu)能力。不同的(de)(de)溫(wen)度(du)和溶液pH分批吸(xi)附(fu)試驗值下。討論了(le)表面化(hua)(hua)學和操作(zuo)(zuo)條件對吸(xi)附(fu)能力的(de)(de)影(ying)響。

　　但(dan)汞(gong)是一種重要而有用的(de)(de)(de)工(gong)業材料。汞(gong)和(he)汞(gong)化合物(wu)長期以(yi)來一直被用作(zuo)油墨(辰砂，紅硫化物(wu))中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)顏料，作(zuo)為早期冶金(jin)(鍍金(jin)銅)和(he)儀器儀表(biao)(溫度計(ji)，氣壓(ya)計(ji))和(he)許多行(xing)業(從(cong)其礦(kuang)石(shi)中(zhong)(zhong)回收黃金(jin))通過電解(jie)鹽(yan)水(shui)等制造氯和(he)氫氧化鈉)，或存(cun)在于它們的(de)(de)(de)廢水(shui)中(zhong)(zhong)。汞(gong)一旦進(jin)入食物(wu)鏈，這種元素就會在人類和(he)動物(wu)中(zhong)(zhong)積(ji)累，對健(jian)康產生許多不利影響(xiang)。為了防止汞(gong)毒性(xing)(xing)引起的(de)(de)(de)問題，提出(chu)了離子交換、吸附(fu)、硫化物(wu)沉淀、電沉積(ji)、溶劑提取和(he)膜(mo)工(gong)藝等幾種技術(shu)。活性(xing)(xing)炭(tan)吸附(fu)被認為是從(cong)水(shui)中(zhong)(zhong)去除痕(hen)量金(jin)屬的(de)(de)(de)可用技術(shu)替代(dai)品的(de)(de)(de)經濟可行(xing)性(xing)(xing)。活性(xing)(xing)炭(tan)是一種可從(cong)包(bao)括工(gong)業活動廢物(wu)在內的(de)(de)(de)各種原。活性(xing)(xing)炭(tan)發現了從(cong)水(shui)中(zhong)(zhong)去除汞(gong)的(de)(de)(de)非常有效的(de)(de)(de)替代(dai)品。

　　由(you)于(yu)溶(rong)(rong)質(zhi)(zhi)和(he)溶(rong)(rong)劑(ji)都是(shi)固體表(biao)面(mian)的(de)(de)競爭，因(yin)此在液(ye)(ye)相中吸附(fu)是(shi)一種復雜的(de)(de)現象。簡而(er)言之(zhi)，溶(rong)(rong)質(zhi)(zhi)的(de)(de)吸附(fu)取(qu)決于(yu)活(huo)性(xing)(xing)炭吸附(fu)劑(ji)的(de)(de)分(fen)子(zi)大小和(he)化學性(xing)(xing)質(zhi)(zhi)，以(yi)及(ji)其表(biao)面(mian)化學性(xing)(xing)質(zhi)(zhi)。根據溶(rong)(rong)液(ye)(ye)的(de)(de)組成和(he)pH值，其可(ke)(ke)以(yi)是(shi)正的(de)(de)，負(fu)的(de)(de)或中性(xing)(xing)的(de)(de)。由(you)于(yu)優先吸附(fu)物(wu)種的(de)(de)類型和(he)吸附(fu)程度可(ke)(ke)能(neng)取(qu)決于(yu)表(biao)面(mian)的(de)(de)離子(zi)狀(zhuang)態，這取(qu)決于(yu)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)pH值。若(ruo)流出(chu)物(wu)pH值不能(neng)改變（例如(ru)，當(dang)必(bi)須檢測到大量液(ye)(ye)體或環境(jing)問題時），適當(dang)的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭表(biao)面(mian)改性(xing)(xing)可(ke)(ke)以(yi)提高(gao)污染(ran)物(wu)的(de)(de)吸附(fu)能(neng)力。在其他(ta)情況下，溶(rong)(rong)液(ye)(ye)可(ke)(ke)以(yi)改變pH改善(shan)吸附(fu)。

　　在過去的(de)(de)(de)幾(ji)年里，為了(le)提高(gao)活性(xing)(xing)炭從水介質中去除汞(gong)的(de)(de)(de)吸附(fu)能力(li)，表面(mian)改(gai)性(xing)(xing)活性(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)開發(fa)受到了(le)廣泛的(de)(de)(de)關注。據報道，硫(liu)作為一種有利(li)于汞(gong)吸附(fu)的(de)(de)(de)元素，因此硫(liu)的(de)(de)(de)表面(mian)處理應該能夠改(gai)善汞(gong)的(de)(de)(de)吸附(fu)。

　　今天，金峰介紹了(le)三(san)種活性(xing)炭作為液相(xiang)中汞吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)的比較研(yan)究(jiu)。**種吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)是通過水蒸(zheng)氣物理活化炭化，第二種是硫(liu)(liu)酸和二硫(liu)(liu)化碳(tan)，以便將硫(liu)(liu)作為雜原子引入吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)表面，第三(san)種是普(pu)通活性(xing)炭。所有活性(xing)炭分批吸(xi)附(fu)(fu)和測量汞，并(bing)使用吸(xi)附(fu)(fu)等溫線來比較其性(xing)能(neng)。

　　如圖所示，為了(le)獲得與零電荷相對應的吸附劑(ji)點pH質量滴定(ding)的結果(guo)在值下(xia)。本表總結了(le)所研究吸附劑(ji)的酸(suan)堿表面(mian)基團和pH PZC的結果(guo)。

　　酸堿表(biao)面(mian)(mian)基團的(de)(de)分析表(biao)明 與改性(xing)固(gu)體的(de)(de)結構性(xing)質相比(bi)(bi)，使用H 2 SO 4.與活(huo)性(xing)炭吸附劑相比(bi)(bi)，硫(liu)化(hua)處理增加了兩(liang)個位(wei)點的(de)(de)數量和(he)表(biao)面(mian)(mian)化(hua)學變(bian)化(hua)。（酸基：堿基）比(bi)(bi)表(biao)示硫(liu)化(hua)處理引起的(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)化(hua)學變(bian)化(hua)。

　　與(yu)活(huo)性(xing)炭(tan)吸附(fu)(fu)劑相比(bi)，在AC-CS 2吸附(fu)(fu)劑觀察到表面基(ji)團(tuan)(tuan)的(de)數量和類型更重要的(de)變(bian)化(hua)(hua)，這不僅是因為硫(liu)化(hua)(hua)吸附(fu)(fu)劑的(de)結(jie)構(gou)變(bian)化(hua)(hua)，而且與(yu)表面化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)有關，基(ji)本上通(tong)過酸堿基(ji)團(tuan)(tuan)的(de)數量和（酸基(ji)團(tuan)(tuan)：堿基(ji)團(tuan)(tuan)）的(de)比(bi)例，基(ji)本上不同(tong)(tong)于未處(chu)理(li)的(de)吸附(fu)(fu)劑。對應硫(liu)化(hua)(hua)活(huo)性(xing)炭(tan)pH PZ0值和未處(chu)理(li)固體pH PZ0 三種固體和溶液的(de)預測(ce)值明顯(xian)不同(tong)(tong)。pH不同(tong)(tong)的(de)行為。

　　在(zai)固定pH在(zai)溫度(du)下對活(huo)性(xing)炭吸附(fu)數據的(de)分(fen)析表明，*高吸附(fu)能力對應于(yu)AC-H 2 SO 4 吸附(fu)劑(ji)(ji)(k Freundlich參數的(de)*高值)主要是由(you)于(yu)硫(liu)酸引(yin)起的(de)固體結構性(xing)質的(de)變化。與活(huo)性(xing)炭吸附(fu)劑(ji)(ji)相(xiang)比，硫(liu)化處理(li)產生了輕微(wei)的(de)表面化學(xue)變化。

　　使用二(er)硫(liu)化(hua)碳(tan)作為硫(liu)化(hua)劑(ji)(與(yu)AC和AC-H 2 SO 4 與(yu)吸附(fu)(fu)劑(ji)對應的(de)(de)相比，不(bu)同的(de)(de)1 / n Freundlich參數)產生了更重要的(de)(de)表(biao)面(mian)化(hua)學變化(hua)。改性固體的(de)(de)汞(gong)吸附(fu)(fu)能力高于(yu)未(wei)經處理(li)的(de)(de)吸附(fu)(fu)劑(ji)。這些結果與(yu)相應的(de)(de)表(biao)面(mian)酸和堿基團相一致(zhi)。

　　活性炭汞溶液吸附研究結果

　　活性(xing)(xing)炭是從水溶(rong)(rong)液(ye)中吸(xi)(xi)附汞(gong)的優(you)良吸(xi)(xi)附劑，通過表(biao)(biao)面(mian)(mian)化學(xue)改(gai)(gai)性(xing)(xing)可以(yi)提高其吸(xi)(xi)附效率。吸(xi)(xi)附劑容量的提高不僅取(qu)決于表(biao)(biao)面(mian)(mian)改(gai)(gai)性(xing)(xing)，還取(qu)決于溶(rong)(rong)液(ye)中溶(rong)(rong)質(zhi)的電荷。這(zhe)兩個(ge)因素取(qu)決于溶(rong)(rong)液(ye)pH值。活性(xing)(xing)炭表(biao)(biao)面(mian)(mian)硫(liu)化處理在零充(chong)電點、固體紋理性(xing)(xing)質(zhi)（基(ji)本比表(biao)(biao)面(mian)(mian)和(he)孔徑分布）以(yi)及(ji)酸堿表(biao)(biao)面(mian)(mian)基(ji)團的數量生重要變化。

　　從以(yi)上因素(su)的分析(xi)可以(yi)解釋(shi)活(huo)性(xing)(xing)炭的吸(xi)附(fu)能(neng)力(li)和(he)(he)溶液pH依(yi)賴關系。溫度對(dui)所(suo)研究固(gu)體(ti)的吸(xi)附(fu)性(xing)(xing)能(neng)沒(mei)有(you)顯(xian)著(zhu)影響。觀察到(dao)隨溫度的吸(xi)附(fu)容量的輕微增(zeng)加。這種(zhong)行為(wei)是由(you)于(yu)當溶質(zhi)分子將溶劑分子取代到(dao)固(gu)體(ti)表(biao)面(mian)(mian)(mian)時的能(neng)量變(bian)化(hua)(hua)(hua)。　*后(hou)得出結(jie)(jie)論，硫酸表(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)理對(dui)活(huo)性(xing)(xing)炭的多孔結(jie)(jie)構和(he)(he)表(biao)面(mian)(mian)(mian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)性(xing)(xing)質(zhi)有(you)重(zhong)要(yao)變(bian)化(hua)(hua)(hua)，達到(dao)*高吸(xi)附(fu)水(shui)平。二硫化(hua)(hua)(hua)碳的硫化(hua)(hua)(hua)處(chu)理也(ye)在(zai)固(gu)體(ti)、編織性(xing)(xing)和(he)(he)表(biao)面(mian)(mian)(mian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)性(xing)(xing)質(zhi)等方面(mian)(mian)(mian)發生(sheng)了重(zhong)要(yao)變(bian)化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這種(zhong)情況下，由(you)汞吸(xi)附(fu)的有(you)利表(biao)面(mian)(mian)(mian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)物質(zhi)平衡減少了表(biao)面(mian)(mian)(mian)積(ji)和(he)(he)孔體(ti)積(ji)，使活(huo)性(xing)(xing)炭優于(yu)未經處(chu)理的活(huo)性(xing)(xing)炭。