活性炭從液體中吸附汞

　　汞是環境中(zhong)*有(you)毒的(de)(de)金屬之一。活(huo)性(xing)炭吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)技術已經存在于汞減排技術中(zhong)。活(huo)性(xing)炭是一種通用吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑，被認為是去除水中(zhong)汞的(de)(de)非常有(you)效(xiao)的(de)(de)替(ti)代方法。除其他因素外，固體表面(mian)(mian)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)污染物(wu)的(de)(de)有(you)效(xiao)性(xing)還取(qu)決于溶(rong)劑中(zhong)污染物(wu)的(de)(de)化學電荷和吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)系統pH吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑表面(mian)(mian)的(de)(de)凈電荷。木(mu)質活(huo)性(xing)炭一般用作這(zhe)項工作的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑。硫酸浸(jin)漬和二(er)硫化碳兩(liang)次硫化，以提高汞捕獲的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能(neng)力。不(bu)同的(de)(de)溫度和溶(rong)液pH分批吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)試(shi)驗值下。討(tao)論(lun)了表面(mian)(mian)化學和操作條件對吸(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能(neng)力的(de)(de)影響。

　　但汞(gong)(gong)是一種重要而有用(yong)的(de)工業(ye)材料(liao)。汞(gong)(gong)和(he)汞(gong)(gong)化合(he)物長(chang)期以來一直(zhi)被用(yong)作油墨(辰砂，紅硫化物)中的(de)顏料(liao)，作為早期冶金(鍍金銅)和(he)儀(yi)器儀(yi)表(溫度計，氣壓計)和(he)許多行(xing)業(ye)(從(cong)其礦石中回(hui)收黃金)通過電(dian)解(jie)鹽水(shui)等制造氯和(he)氫氧化鈉)，或存(cun)在于(yu)它們的(de)廢(fei)水(shui)中。汞(gong)(gong)一旦進入食物鏈，這種元素就會在人類和(he)動(dong)物中積累，對健康產生許多不利影響。為了防(fang)止(zhi)汞(gong)(gong)毒性(xing)(xing)(xing)引起的(de)問題，提出(chu)了離子交換、吸附、硫化物沉(chen)淀、電(dian)沉(chen)積、溶劑提取和(he)膜工藝等幾種技(ji)術。活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸附被認(ren)為是從(cong)水(shui)中去除痕量金屬的(de)可(ke)用(yong)技(ji)術替(ti)代品的(de)經濟可(ke)行(xing)性(xing)(xing)(xing)。活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)是一種可(ke)從(cong)包括工業(ye)活動(dong)廢(fei)物在內的(de)各種原。活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)發(fa)現了從(cong)水(shui)中去除汞(gong)(gong)的(de)非常有效的(de)替(ti)代品。

　　由(you)于溶(rong)質(zhi)和(he)溶(rong)劑都是固體(ti)表面的(de)(de)競(jing)爭，因(yin)此在液(ye)相中(zhong)吸(xi)附(fu)(fu)是一種復雜(za)的(de)(de)現象。簡(jian)而言之(zhi)，溶(rong)質(zhi)的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)取(qu)(qu)決于活性(xing)(xing)炭吸(xi)附(fu)(fu)劑的(de)(de)分子大小(xiao)和(he)化學性(xing)(xing)質(zhi)，以(yi)(yi)及其(qi)表面化學性(xing)(xing)質(zhi)。根據溶(rong)液(ye)的(de)(de)組成和(he)pH值(zhi)，其(qi)可(ke)以(yi)(yi)是正的(de)(de)，負(fu)的(de)(de)或中(zhong)性(xing)(xing)的(de)(de)。由(you)于優先吸(xi)附(fu)(fu)物(wu)種的(de)(de)類型和(he)吸(xi)附(fu)(fu)程(cheng)度可(ke)能(neng)取(qu)(qu)決于表面的(de)(de)離子狀態，這(zhe)取(qu)(qu)決于溶(rong)液(ye)pH值(zhi)。若(ruo)流出物(wu)pH值(zhi)不能(neng)改變(bian)（例如，當必須檢測到大量液(ye)體(ti)或環(huan)境(jing)問題時），適當的(de)(de)活性(xing)(xing)炭表面改性(xing)(xing)可(ke)以(yi)(yi)提高污(wu)染物(wu)的(de)(de)吸(xi)附(fu)(fu)能(neng)力。在其(qi)他情況下，溶(rong)液(ye)可(ke)以(yi)(yi)改變(bian)pH改善吸(xi)附(fu)(fu)。

　　在過去的幾年里，為了提高活(huo)性(xing)炭從水介質中去除(chu)汞的吸(xi)附(fu)能力，表面改(gai)性(xing)活(huo)性(xing)炭的開發受到了廣泛的關(guan)注。據報道，硫(liu)作(zuo)為一(yi)種有利于汞吸(xi)附(fu)的元素，因此硫(liu)的表面處理(li)應(ying)該能夠(gou)改(gai)善汞的吸(xi)附(fu)。

　　今天，金峰(feng)介紹了(le)三種活性炭(tan)作為(wei)液相中汞吸附劑的比較(jiao)研究。**種吸附劑是(shi)通(tong)(tong)過(guo)水蒸(zheng)氣物(wu)理活化炭(tan)化，第(di)二種是(shi)硫酸和二硫化碳，以便將(jiang)硫作為(wei)雜原子引入吸附劑表面，第(di)三種是(shi)普通(tong)(tong)活性炭(tan)。所有(you)活性炭(tan)分批(pi)吸附和測量汞，并使用吸附等(deng)溫線(xian)來比較(jiao)其性能。

　　如圖所示(shi)，為了獲得與(yu)零(ling)電荷相對(dui)應的(de)(de)吸附(fu)劑(ji)點pH質量滴定的(de)(de)結(jie)果(guo)在值下。本表總結(jie)了所研(yan)究吸附(fu)劑(ji)的(de)(de)酸堿表面(mian)基團(tuan)和pH PZC的(de)(de)結(jie)果(guo)。

　　酸(suan)堿(jian)表(biao)面基團的(de)(de)(de)分(fen)析表(biao)明 與改性(xing)固體的(de)(de)(de)結構性(xing)質相(xiang)比(bi)，使用H 2 SO 4.與活性(xing)炭(tan)吸附(fu)劑相(xiang)比(bi)，硫化(hua)處(chu)理增加(jia)了(le)兩個(ge)位點的(de)(de)(de)數量和表(biao)面化(hua)學(xue)(xue)變(bian)化(hua)。（酸(suan)基：堿(jian)基）比(bi)表(biao)示硫化(hua)處(chu)理引起的(de)(de)(de)表(biao)面化(hua)學(xue)(xue)變(bian)化(hua)。

　　與(yu)活性炭(tan)吸(xi)(xi)附劑(ji)(ji)相(xiang)比，在AC-CS 2吸(xi)(xi)附劑(ji)(ji)觀察到表面基團(tuan)(tuan)的數(shu)量和類型更重要(yao)的變化(hua)，這不僅是(shi)因(yin)為硫化(hua)吸(xi)(xi)附劑(ji)(ji)的結構變化(hua)，而且與(yu)表面化(hua)學(xue)變化(hua)有關(guan)，基本上通過酸堿基團(tuan)(tuan)的數(shu)量和（酸基團(tuan)(tuan)：堿基團(tuan)(tuan)）的比例，基本上不同(tong)于(yu)未(wei)處理的吸(xi)(xi)附劑(ji)(ji)。對(dui)應硫化(hua)活性炭(tan)pH PZ0值和未(wei)處理固(gu)(gu)體(ti)pH PZ0 三種固(gu)(gu)體(ti)和溶(rong)液(ye)的預(yu)測值明顯不同(tong)。pH不同(tong)的行為。

　　在固(gu)定pH在溫度下對(dui)活性炭吸附(fu)(fu)數據的(de)分析(xi)表(biao)(biao)明，*高(gao)吸附(fu)(fu)能力對(dui)應于AC-H 2 SO 4 吸附(fu)(fu)劑(k Freundlich參(can)數的(de)*高(gao)值(zhi))主要是由于硫酸(suan)引起的(de)固(gu)體(ti)結(jie)構性質的(de)變化(hua)。與活性炭吸附(fu)(fu)劑相(xiang)比(bi)，硫化(hua)處理(li)產(chan)生了(le)輕微的(de)表(biao)(biao)面化(hua)學變化(hua)。

　　使(shi)用二(er)硫化(hua)(hua)碳作(zuo)為硫化(hua)(hua)劑(與(yu)AC和AC-H 2 SO 4 與(yu)吸附(fu)劑對應(ying)的(de)(de)相(xiang)比(bi)，不同的(de)(de)1 / n Freundlich參(can)數)產生(sheng)了更(geng)重要的(de)(de)表面化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)。改性(xing)固體(ti)的(de)(de)汞吸附(fu)能(neng)力高于未(wei)經處(chu)理的(de)(de)吸附(fu)劑。這些(xie)結果與(yu)相(xiang)應(ying)的(de)(de)表面酸(suan)和堿基團相(xiang)一(yi)致。

　　活性(xing)炭(tan)汞溶液(ye)吸附(fu)研究結果

　　活(huo)性(xing)炭(tan)是從水(shui)溶液(ye)中(zhong)吸(xi)附汞的(de)(de)優良吸(xi)附劑，通過(guo)表(biao)面化(hua)學改(gai)性(xing)可(ke)以提(ti)高其(qi)吸(xi)附效率(lv)。吸(xi)附劑容量(liang)的(de)(de)提(ti)高不僅(jin)取決(jue)(jue)于表(biao)面改(gai)性(xing)，還取決(jue)(jue)于溶液(ye)中(zhong)溶質的(de)(de)電荷。這(zhe)兩個因素取決(jue)(jue)于溶液(ye)pH值。活(huo)性(xing)炭(tan)表(biao)面硫化(hua)處理(li)在(zai)零充電點、固體紋理(li)性(xing)質（基本(ben)比表(biao)面和孔徑分布）以及(ji)酸堿表(biao)面基團(tuan)的(de)(de)數量(liang)生重要變(bian)化(hua)。

　　從以(yi)上因素的(de)(de)分(fen)析可以(yi)解釋活性炭(tan)(tan)的(de)(de)吸(xi)(xi)附能(neng)力和溶(rong)(rong)液pH依賴關系。溫度(du)對所研究固(gu)體(ti)的(de)(de)吸(xi)(xi)附性能(neng)沒有(you)顯著影響。觀(guan)察(cha)到隨溫度(du)的(de)(de)吸(xi)(xi)附容(rong)量的(de)(de)輕微增(zeng)加(jia)。這種(zhong)行(xing)為是由于當(dang)溶(rong)(rong)質(zhi)分(fen)子將溶(rong)(rong)劑分(fen)子取(qu)代到固(gu)體(ti)表面(mian)(mian)時(shi)的(de)(de)能(neng)量變化(hua)(hua)。　*后得出結論(lun)，硫(liu)酸(suan)表面(mian)(mian)處理對活性炭(tan)(tan)的(de)(de)多孔結構和表面(mian)(mian)化(hua)(hua)學性質(zhi)有(you)重要變化(hua)(hua)，達到*高吸(xi)(xi)附水平。二硫(liu)化(hua)(hua)碳的(de)(de)硫(liu)化(hua)(hua)處理也在固(gu)體(ti)、編織性和表面(mian)(mian)化(hua)(hua)學性質(zhi)等方面(mian)(mian)發(fa)生了(le)(le)重要變化(hua)(hua)。在這種(zhong)情況下，由汞吸(xi)(xi)附的(de)(de)有(you)利表面(mian)(mian)化(hua)(hua)學物質(zhi)平衡減少了(le)(le)表面(mian)(mian)積和孔體(ti)積，使活性炭(tan)(tan)優于未(wei)經處理的(de)(de)活性炭(tan)(tan)。