活性炭從液體中吸附汞

　　汞(gong)是(shi)環(huan)境中(zhong)*有(you)(you)毒的(de)(de)金(jin)屬之一(yi)。活(huo)性炭吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)技(ji)術已經存(cun)在于汞(gong)減排技(ji)術中(zhong)。活(huo)性炭是(shi)一(yi)種通用吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑，被認為是(shi)去除水中(zhong)汞(gong)的(de)(de)非常有(you)(you)效的(de)(de)替代方法。除其他因素外，固體表(biao)(biao)面吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)污染物(wu)的(de)(de)有(you)(you)效性還取決于溶劑中(zhong)污染物(wu)的(de)(de)化(hua)學電荷和(he)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)系統pH吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑表(biao)(biao)面的(de)(de)凈電荷。木質(zhi)活(huo)性炭一(yi)般用作(zuo)(zuo)這項工(gong)作(zuo)(zuo)的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)劑。硫(liu)酸浸漬和(he)二硫(liu)化(hua)碳兩次(ci)硫(liu)化(hua)，以提高(gao)汞(gong)捕獲的(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)能力。不(bu)同(tong)的(de)(de)溫度和(he)溶液(ye)pH分批吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)試(shi)驗值下。討(tao)論了表(biao)(biao)面化(hua)學和(he)操作(zuo)(zuo)條件對吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)能力的(de)(de)影響。

　　但汞(gong)是一種重要(yao)而有(you)用的工業(ye)材料(liao)。汞(gong)和汞(gong)化(hua)(hua)合物長期以來一直被用作油墨(辰(chen)砂(sha)，紅硫(liu)化(hua)(hua)物)中(zhong)的顏(yan)料(liao)，作為(wei)早期冶金(jin)(鍍金(jin)銅)和儀(yi)器儀(yi)表(溫度計，氣壓計)和許多行業(ye)(從其(qi)礦石中(zhong)回收黃金(jin))通過(guo)電(dian)解鹽水等制造氯(lv)和氫氧化(hua)(hua)鈉)，或存在(zai)于它們的廢水中(zhong)。汞(gong)一旦進(jin)入食物鏈(lian)，這種元素就會在(zai)人類和動物中(zhong)積累，對健康產生許多不利影響。為(wei)了(le)防止汞(gong)毒性引起的問題(ti)，提出了(le)離子(zi)交換、吸(xi)附、硫(liu)化(hua)(hua)物沉淀、電(dian)沉積、溶(rong)劑(ji)提取和膜(mo)工藝等幾種技術。活(huo)性炭(tan)吸(xi)附被認為(wei)是從水中(zhong)去除(chu)痕量金(jin)屬(shu)的可(ke)(ke)用技術替代(dai)品(pin)的經濟可(ke)(ke)行性。活(huo)性炭(tan)是一種可(ke)(ke)從包括工業(ye)活(huo)動廢物在(zai)內的各種原(yuan)。活(huo)性炭(tan)發現了(le)從水中(zhong)去除(chu)汞(gong)的非常有(you)效的替代(dai)品(pin)。

　　由(you)(you)于(yu)溶質和(he)溶劑都是(shi)固(gu)體表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)競爭，因此在(zai)液相中(zhong)吸附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)是(shi)一種(zhong)復雜的(de)現象。簡而言(yan)之，溶質的(de)吸附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)取決于(yu)活(huo)(huo)性(xing)炭吸附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑的(de)分子(zi)大(da)(da)小和(he)化學性(xing)質，以及(ji)其表(biao)(biao)面(mian)(mian)化學性(xing)質。根據溶液的(de)組成和(he)pH值(zhi)，其可以是(shi)正的(de)，負的(de)或(huo)(huo)中(zhong)性(xing)的(de)。由(you)(you)于(yu)優先吸附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)物種(zhong)的(de)類型和(he)吸附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)程度可能取決于(yu)表(biao)(biao)面(mian)(mian)的(de)離子(zi)狀態，這取決于(yu)溶液pH值(zhi)。若流出物pH值(zhi)不(bu)能改變(bian)（例如(ru)，當(dang)必須檢測到大(da)(da)量液體或(huo)(huo)環境問題(ti)時），適當(dang)的(de)活(huo)(huo)性(xing)炭表(biao)(biao)面(mian)(mian)改性(xing)可以提高污染物的(de)吸附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)能力(li)。在(zai)其他情況下，溶液可以改變(bian)pH改善吸附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)。

　　在過去(qu)的(de)(de)幾年(nian)里，為了提高活(huo)性(xing)炭從水介質中去(qu)除汞的(de)(de)吸附(fu)能力(li)，表面改(gai)性(xing)活(huo)性(xing)炭的(de)(de)開發受(shou)到了廣泛的(de)(de)關注。據(ju)報道(dao)，硫作為一種有利于汞吸附(fu)的(de)(de)元(yuan)素，因此硫的(de)(de)表面處(chu)理(li)應該能夠改(gai)善(shan)汞的(de)(de)吸附(fu)。

　　今天，金(jin)峰(feng)介紹了三種(zhong)活性炭作(zuo)為(wei)液相中汞吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)的比(bi)較(jiao)研究。**種(zhong)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)是通過水蒸氣物理(li)活化炭化，第(di)二(er)種(zhong)是硫酸和二(er)硫化碳，以(yi)便(bian)將硫作(zuo)為(wei)雜原(yuan)子引入(ru)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)表面，第(di)三種(zhong)是普通活性炭。所有活性炭分批吸(xi)附(fu)(fu)和測量(liang)汞，并使用吸(xi)附(fu)(fu)等(deng)溫線來比(bi)較(jiao)其性能。

　　如(ru)圖所示，為了(le)獲得與零(ling)電荷相(xiang)對(dui)應的(de)吸附劑點(dian)pH質(zhi)量滴(di)定的(de)結果在值下。本表(biao)總結了(le)所研究(jiu)吸附劑的(de)酸堿表(biao)面基(ji)團(tuan)和pH PZC的(de)結果。

　　酸堿表(biao)(biao)(biao)面基(ji)(ji)團(tuan)的(de)(de)(de)分析(xi)表(biao)(biao)(biao)明 與(yu)改性(xing)(xing)固體的(de)(de)(de)結構性(xing)(xing)質相比(bi)(bi)，使用H 2 SO 4.與(yu)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)吸(xi)附劑相比(bi)(bi)，硫(liu)化處理(li)(li)增加了(le)兩個位點的(de)(de)(de)數(shu)量和表(biao)(biao)(biao)面化學變(bian)化。（酸基(ji)(ji)：堿基(ji)(ji)）比(bi)(bi)表(biao)(biao)(biao)示(shi)硫(liu)化處理(li)(li)引起的(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面化學變(bian)化。

　　與活性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)劑(ji)相比(bi)，在AC-CS 2吸(xi)附(fu)劑(ji)觀察(cha)到表面(mian)基團(tuan)的(de)(de)(de)數量和(he)類型更重要的(de)(de)(de)變化(hua)，這(zhe)不(bu)(bu)(bu)僅是因為(wei)硫化(hua)吸(xi)附(fu)劑(ji)的(de)(de)(de)結構變化(hua)，而且(qie)與表面(mian)化(hua)學變化(hua)有(you)關，基本(ben)上(shang)通(tong)過酸堿基團(tuan)的(de)(de)(de)數量和(he)（酸基團(tuan)：堿基團(tuan)）的(de)(de)(de)比(bi)例(li)，基本(ben)上(shang)不(bu)(bu)(bu)同于未處理的(de)(de)(de)吸(xi)附(fu)劑(ji)。對應硫化(hua)活性(xing)炭(tan)pH PZ0值和(he)未處理固體(ti)pH PZ0 三(san)種固體(ti)和(he)溶液(ye)的(de)(de)(de)預測值明顯(xian)不(bu)(bu)(bu)同。pH不(bu)(bu)(bu)同的(de)(de)(de)行(xing)為(wei)。

　　在固(gu)定pH在溫度下對(dui)活(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)數據(ju)的(de)(de)分析表明，*高(gao)吸(xi)(xi)附(fu)能力(li)對(dui)應于AC-H 2 SO 4 吸(xi)(xi)附(fu)劑(k Freundlich參數的(de)(de)*高(gao)值)主(zhu)要是由(you)于硫(liu)酸引(yin)起的(de)(de)固(gu)體結構性質的(de)(de)變化(hua)。與(yu)活(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)附(fu)劑相比，硫(liu)化(hua)處理產生了輕微的(de)(de)表面(mian)化(hua)學(xue)變化(hua)。

　　使用(yong)二硫化碳作為(wei)硫化劑(與(yu)AC和AC-H 2 SO 4 與(yu)吸附(fu)(fu)劑對應的(de)相(xiang)比，不同的(de)1 / n Freundlich參(can)數)產生了更重要的(de)表(biao)面化學(xue)變(bian)化。改性固體的(de)汞(gong)吸附(fu)(fu)能力(li)高于未(wei)經處理(li)的(de)吸附(fu)(fu)劑。這些結果與(yu)相(xiang)應的(de)表(biao)面酸和堿基團(tuan)相(xiang)一致。

　　活性炭汞(gong)溶液(ye)吸(xi)附研究結果

　　活(huo)性(xing)炭是從(cong)水溶(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)吸附汞的(de)優良(liang)吸附劑，通過表(biao)面(mian)(mian)(mian)化學改(gai)性(xing)可以(yi)提高其吸附效率。吸附劑容(rong)量的(de)提高不(bu)僅取決(jue)于表(biao)面(mian)(mian)(mian)改(gai)性(xing)，還取決(jue)于溶(rong)液(ye)(ye)(ye)中(zhong)溶(rong)質的(de)電荷。這兩(liang)個因(yin)素取決(jue)于溶(rong)液(ye)(ye)(ye)pH值。活(huo)性(xing)炭表(biao)面(mian)(mian)(mian)硫(liu)化處理(li)在零充電點、固體紋理(li)性(xing)質（基(ji)本(ben)比表(biao)面(mian)(mian)(mian)和孔(kong)徑分(fen)布）以(yi)及酸堿表(biao)面(mian)(mian)(mian)基(ji)團的(de)數量生重要變化。

　　從以(yi)(yi)上因素的(de)(de)分(fen)析(xi)可以(yi)(yi)解釋活性(xing)(xing)炭的(de)(de)吸(xi)附能力和(he)(he)溶(rong)液(ye)pH依賴關系。溫度(du)對所(suo)研(yan)究固(gu)(gu)體(ti)的(de)(de)吸(xi)附性(xing)(xing)能沒有(you)顯著影響。觀察到(dao)(dao)隨溫度(du)的(de)(de)吸(xi)附容量的(de)(de)輕微(wei)增加。這(zhe)種行為是由于當溶(rong)質(zhi)分(fen)子將溶(rong)劑分(fen)子取代到(dao)(dao)固(gu)(gu)體(ti)表(biao)面(mian)(mian)時(shi)的(de)(de)能量變化(hua)(hua)(hua)。　*后(hou)得出結(jie)論(lun)，硫(liu)酸表(biao)面(mian)(mian)處理(li)(li)對活性(xing)(xing)炭的(de)(de)多(duo)孔(kong)結(jie)構和(he)(he)表(biao)面(mian)(mian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)性(xing)(xing)質(zhi)有(you)重要變化(hua)(hua)(hua)，達到(dao)(dao)*高(gao)吸(xi)附水(shui)平(ping)。二硫(liu)化(hua)(hua)(hua)碳的(de)(de)硫(liu)化(hua)(hua)(hua)處理(li)(li)也在(zai)固(gu)(gu)體(ti)、編(bian)織性(xing)(xing)和(he)(he)表(biao)面(mian)(mian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)性(xing)(xing)質(zhi)等(deng)方面(mian)(mian)發(fa)生(sheng)了重要變化(hua)(hua)(hua)。在(zai)這(zhe)種情況下，由汞吸(xi)附的(de)(de)有(you)利表(biao)面(mian)(mian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)物質(zhi)平(ping)衡減少了表(biao)面(mian)(mian)積和(he)(he)孔(kong)體(ti)積，使活性(xing)(xing)炭優于未(wei)經處理(li)(li)的(de)(de)活性(xing)(xing)炭。