活性炭從液體中吸附汞

　　汞(gong)是(shi)環境中*有毒的(de)金屬之一(yi)。活性炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)技術(shu)已經存在于(yu)汞(gong)減排技術(shu)中。活性炭(tan)是(shi)一(yi)種(zhong)通(tong)用吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)，被認為是(shi)去除水中汞(gong)的(de)非常有效的(de)替代方法。除其他因素外，固體表面吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)污(wu)染物的(de)有效性還取(qu)決(jue)于(yu)溶(rong)劑(ji)中污(wu)染物的(de)化(hua)(hua)學(xue)電荷(he)和(he)(he)(he)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)系(xi)統(tong)pH吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)表面的(de)凈電荷(he)。木質活性炭(tan)一(yi)般用作這項工作的(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)。硫(liu)(liu)酸浸(jin)漬和(he)(he)(he)二(er)硫(liu)(liu)化(hua)(hua)碳兩次硫(liu)(liu)化(hua)(hua)，以提高汞(gong)捕獲的(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能力。不同的(de)溫度和(he)(he)(he)溶(rong)液pH分(fen)批吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)試驗值下。討論了表面化(hua)(hua)學(xue)和(he)(he)(he)操作條件對(dui)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能力的(de)影響。

　　但汞是(shi)一種重(zhong)要而有用(yong)的(de)(de)工(gong)(gong)業(ye)材(cai)料(liao)。汞和(he)(he)汞化(hua)合物長期以來一直被用(yong)作油(you)墨(辰砂，紅硫(liu)化(hua)物)中(zhong)(zhong)的(de)(de)顏料(liao)，作為(wei)早期冶金(jin)(鍍金(jin)銅)和(he)(he)儀器儀表(溫度計，氣壓計)和(he)(he)許多行業(ye)(從其礦石中(zhong)(zhong)回收(shou)黃(huang)金(jin))通過電(dian)解鹽(yan)水(shui)(shui)(shui)等(deng)制造氯和(he)(he)氫氧(yang)化(hua)鈉)，或(huo)存在(zai)于它們的(de)(de)廢水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)。汞一旦進入食(shi)物鏈(lian)，這種元素就(jiu)會(hui)在(zai)人類和(he)(he)動(dong)物中(zhong)(zhong)積累，對健康產生許多不(bu)利影(ying)響(xiang)。為(wei)了防止汞毒性引起的(de)(de)問(wen)題(ti)，提出了離(li)子(zi)交(jiao)換、吸附、硫(liu)化(hua)物沉淀、電(dian)沉積、溶劑(ji)提取(qu)和(he)(he)膜工(gong)(gong)藝等(deng)幾種技(ji)術(shu)。活性炭吸附被認為(wei)是(shi)從水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)去(qu)除(chu)痕量金(jin)屬(shu)的(de)(de)可(ke)用(yong)技(ji)術(shu)替(ti)代(dai)(dai)品的(de)(de)經濟可(ke)行性。活性炭是(shi)一種可(ke)從包括(kuo)工(gong)(gong)業(ye)活動(dong)廢物在(zai)內的(de)(de)各(ge)種原。活性炭發現(xian)了從水(shui)(shui)(shui)中(zhong)(zhong)去(qu)除(chu)汞的(de)(de)非常有效的(de)(de)替(ti)代(dai)(dai)品。

　　由(you)于(yu)溶(rong)(rong)質(zhi)(zhi)和(he)溶(rong)(rong)劑都(dou)是固(gu)體表(biao)面(mian)的(de)競(jing)爭，因此(ci)在(zai)液(ye)(ye)相中吸(xi)附是一種(zhong)復雜的(de)現象(xiang)。簡而言之，溶(rong)(rong)質(zhi)(zhi)的(de)吸(xi)附取決于(yu)活性(xing)(xing)炭吸(xi)附劑的(de)分子大小和(he)化學性(xing)(xing)質(zhi)(zhi)，以及其表(biao)面(mian)化學性(xing)(xing)質(zhi)(zhi)。根據溶(rong)(rong)液(ye)(ye)的(de)組成和(he)pH值，其可(ke)以是正的(de)，負(fu)的(de)或(huo)(huo)中性(xing)(xing)的(de)。由(you)于(yu)優先(xian)吸(xi)附物(wu)種(zhong)的(de)類型和(he)吸(xi)附程(cheng)度(du)可(ke)能取決于(yu)表(biao)面(mian)的(de)離子狀態，這取決于(yu)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)pH值。若流出(chu)物(wu)pH值不能改(gai)變(bian)（例如，當必須檢測到大量液(ye)(ye)體或(huo)(huo)環境問題時），適當的(de)活性(xing)(xing)炭表(biao)面(mian)改(gai)性(xing)(xing)可(ke)以提高(gao)污染物(wu)的(de)吸(xi)附能力。在(zai)其他情況下，溶(rong)(rong)液(ye)(ye)可(ke)以改(gai)變(bian)pH改(gai)善吸(xi)附。

　　在(zai)過去的(de)(de)幾年里，為了提高活性炭從水介質中去除汞(gong)的(de)(de)吸附(fu)能(neng)力，表面(mian)改性活性炭的(de)(de)開發受到了廣泛的(de)(de)關注。據報道，硫(liu)作(zuo)為一種有(you)利(li)于(yu)汞(gong)吸附(fu)的(de)(de)元(yuan)素(su)，因此硫(liu)的(de)(de)表面(mian)處理應該(gai)能(neng)夠改善汞(gong)的(de)(de)吸附(fu)。

　　今天，金峰介紹了三種活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)作(zuo)為液相中汞吸(xi)附劑的比(bi)較(jiao)研究。**種吸(xi)附劑是通過(guo)水蒸氣物(wu)理活(huo)化(hua)(hua)炭(tan)化(hua)(hua)，第二種是硫酸和(he)二硫化(hua)(hua)碳，以便將硫作(zuo)為雜原子引入吸(xi)附劑表(biao)面，第三種是普通活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)。所有活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)分批吸(xi)附和(he)測(ce)量汞，并使用吸(xi)附等溫線來比(bi)較(jiao)其性(xing)(xing)能。

　　如圖所示，為了獲(huo)得(de)與(yu)零電(dian)荷相對應的(de)吸附劑點(dian)pH質量滴定的(de)結(jie)果在值下。本表總結(jie)了所研究吸附劑的(de)酸堿表面基團和(he)pH PZC的(de)結(jie)果。

　　酸(suan)堿(jian)表面基團的分析表明 與改性固體的結(jie)構(gou)性質相(xiang)比(bi)，使用(yong)H 2 SO 4.與活(huo)性炭吸附劑相(xiang)比(bi)，硫化(hua)(hua)(hua)處理(li)增加(jia)了(le)兩個位點的數量和表面化(hua)(hua)(hua)學(xue)變(bian)化(hua)(hua)(hua)。（酸(suan)基：堿(jian)基）比(bi)表示硫化(hua)(hua)(hua)處理(li)引起(qi)的表面化(hua)(hua)(hua)學(xue)變(bian)化(hua)(hua)(hua)。

　　與(yu)活性炭吸(xi)附劑(ji)相比，在AC-CS 2吸(xi)附劑(ji)觀察到表面基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)的(de)(de)(de)數量(liang)和類型更重要的(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)，這不(bu)僅是因為硫化(hua)(hua)吸(xi)附劑(ji)的(de)(de)(de)結(jie)構變(bian)(bian)化(hua)(hua)，而且與(yu)表面化(hua)(hua)學變(bian)(bian)化(hua)(hua)有關，基(ji)(ji)本上通過酸(suan)堿基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)的(de)(de)(de)數量(liang)和（酸(suan)基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)：堿基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)）的(de)(de)(de)比例，基(ji)(ji)本上不(bu)同(tong)于未(wei)處理的(de)(de)(de)吸(xi)附劑(ji)。對應(ying)硫化(hua)(hua)活性炭pH PZ0值(zhi)和未(wei)處理固(gu)體pH PZ0 三種固(gu)體和溶液(ye)的(de)(de)(de)預測值(zhi)明顯不(bu)同(tong)。pH不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)行(xing)為。

　　在固定pH在溫度下(xia)對活性(xing)炭吸(xi)附(fu)數據的分析表(biao)明，*高吸(xi)附(fu)能力對應于AC-H 2 SO 4 吸(xi)附(fu)劑(ji)(k Freundlich參數的*高值)主要是由于硫(liu)酸引起的固體結構(gou)性(xing)質的變化。與活性(xing)炭吸(xi)附(fu)劑(ji)相比，硫(liu)化處理產生了輕微的表(biao)面(mian)化學(xue)變化。

　　使用(yong)二硫化碳作(zuo)為硫化劑(ji)(與(yu)AC和AC-H 2 SO 4 與(yu)吸附(fu)劑(ji)對應的(de)(de)(de)相比(bi)，不(bu)同的(de)(de)(de)1 / n Freundlich參(can)數)產生(sheng)了(le)更重要的(de)(de)(de)表面化學變化。改性固體的(de)(de)(de)汞吸附(fu)能力高于未經處理的(de)(de)(de)吸附(fu)劑(ji)。這些結果與(yu)相應的(de)(de)(de)表面酸(suan)和堿基團(tuan)相一致(zhi)。

　　活性炭汞(gong)溶液吸(xi)附研究結果

　　活性(xing)炭是從水溶(rong)液(ye)中吸(xi)附汞的優(you)良吸(xi)附劑，通(tong)過表(biao)(biao)面化(hua)學改性(xing)可(ke)以提高(gao)其吸(xi)附效率。吸(xi)附劑容量的提高(gao)不(bu)僅取(qu)決(jue)(jue)于表(biao)(biao)面改性(xing)，還取(qu)決(jue)(jue)于溶(rong)液(ye)中溶(rong)質的電荷。這兩(liang)個(ge)因(yin)素取(qu)決(jue)(jue)于溶(rong)液(ye)pH值(zhi)。活性(xing)炭表(biao)(biao)面硫化(hua)處理在(zai)零(ling)充電點、固體紋理性(xing)質（基本比(bi)表(biao)(biao)面和(he)孔徑分布(bu)）以及(ji)酸堿表(biao)(biao)面基團的數(shu)量生重要變化(hua)。

　　從以上因(yin)素的(de)(de)(de)分(fen)(fen)析(xi)可以解(jie)釋活性(xing)(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)能(neng)力和(he)溶液(ye)pH依賴關系。溫(wen)度(du)對(dui)所(suo)研究固(gu)(gu)體的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)性(xing)(xing)(xing)能(neng)沒(mei)有(you)(you)顯著影(ying)響。觀(guan)察到(dao)隨溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)容(rong)量的(de)(de)(de)輕微(wei)增加。這(zhe)種(zhong)行為是(shi)由于當溶質分(fen)(fen)子將溶劑分(fen)(fen)子取代到(dao)固(gu)(gu)體表(biao)面(mian)(mian)時的(de)(de)(de)能(neng)量變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)。　*后得(de)出結(jie)(jie)論，硫(liu)酸表(biao)面(mian)(mian)處理對(dui)活性(xing)(xing)(xing)炭的(de)(de)(de)多孔結(jie)(jie)構(gou)和(he)表(biao)面(mian)(mian)化(hua)(hua)(hua)(hua)學性(xing)(xing)(xing)質有(you)(you)重要變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)，達(da)到(dao)*高吸(xi)(xi)附(fu)水平。二(er)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)碳的(de)(de)(de)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)處理也在固(gu)(gu)體、編織(zhi)性(xing)(xing)(xing)和(he)表(biao)面(mian)(mian)化(hua)(hua)(hua)(hua)學性(xing)(xing)(xing)質等方面(mian)(mian)發生了(le)重要變(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)。在這(zhe)種(zhong)情況下，由汞吸(xi)(xi)附(fu)的(de)(de)(de)有(you)(you)利表(biao)面(mian)(mian)化(hua)(hua)(hua)(hua)學物質平衡減少了(le)表(biao)面(mian)(mian)積和(he)孔體積，使活性(xing)(xing)(xing)炭優于未經處理的(de)(de)(de)活性(xing)(xing)(xing)炭。