活性炭從液體中吸附汞

　　汞是(shi)環(huan)境中(zhong)(zhong)(zhong)*有毒的(de)金屬之一(yi)。活性(xing)炭吸(xi)(xi)附(fu)(fu)技術已經存(cun)在于(yu)(yu)汞減排技術中(zhong)(zhong)(zhong)。活性(xing)炭是(shi)一(yi)種通用吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)，被認為是(shi)去除(chu)水中(zhong)(zhong)(zhong)汞的(de)非常有效的(de)替代方(fang)法。除(chu)其他因(yin)素外，固體表面吸(xi)(xi)附(fu)(fu)污染物的(de)有效性(xing)還取(qu)決于(yu)(yu)溶劑(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)污染物的(de)化(hua)學電荷和(he)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)系(xi)統(tong)pH吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)表面的(de)凈(jing)電荷。木質(zhi)活性(xing)炭一(yi)般用作(zuo)這項(xiang)工作(zuo)的(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑(ji)。硫酸浸漬和(he)二硫化(hua)碳兩次硫化(hua)，以(yi)提高(gao)汞捕獲(huo)的(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)能力(li)(li)。不同的(de)溫(wen)度和(he)溶液pH分批吸(xi)(xi)附(fu)(fu)試驗值(zhi)下。討論(lun)了表面化(hua)學和(he)操作(zuo)條件(jian)對吸(xi)(xi)附(fu)(fu)能力(li)(li)的(de)影響。

　　但汞(gong)(gong)是一種(zhong)重要(yao)而有用(yong)的(de)(de)(de)工業(ye)(ye)材(cai)料(liao)。汞(gong)(gong)和(he)(he)(he)(he)汞(gong)(gong)化(hua)合物(wu)長期以來一直被用(yong)作(zuo)(zuo)油墨(辰砂，紅(hong)硫(liu)(liu)化(hua)物(wu))中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)顏料(liao)，作(zuo)(zuo)為早期冶(ye)金(jin)(jin)(鍍金(jin)(jin)銅)和(he)(he)(he)(he)儀(yi)(yi)器(qi)儀(yi)(yi)表(biao)(溫度(du)計，氣壓(ya)計)和(he)(he)(he)(he)許(xu)(xu)多(duo)行(xing)業(ye)(ye)(從(cong)(cong)其礦(kuang)石中(zhong)(zhong)(zhong)回收黃(huang)金(jin)(jin))通過(guo)電(dian)解鹽水(shui)等(deng)制造氯和(he)(he)(he)(he)氫(qing)氧化(hua)鈉(na))，或存在(zai)(zai)于它們(men)的(de)(de)(de)廢水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)。汞(gong)(gong)一旦(dan)進入(ru)食物(wu)鏈(lian)，這種(zhong)元素就會在(zai)(zai)人類和(he)(he)(he)(he)動(dong)物(wu)中(zhong)(zhong)(zhong)積(ji)累，對健康(kang)產生許(xu)(xu)多(duo)不利影響。為了防止汞(gong)(gong)毒性(xing)(xing)引起的(de)(de)(de)問題，提出了離子交換、吸附、硫(liu)(liu)化(hua)物(wu)沉(chen)淀、電(dian)沉(chen)積(ji)、溶劑提取和(he)(he)(he)(he)膜工藝等(deng)幾種(zhong)技(ji)術。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)吸附被認為是從(cong)(cong)水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)去(qu)除痕(hen)量金(jin)(jin)屬的(de)(de)(de)可(ke)(ke)用(yong)技(ji)術替(ti)代(dai)品的(de)(de)(de)經濟(ji)可(ke)(ke)行(xing)性(xing)(xing)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)是一種(zhong)可(ke)(ke)從(cong)(cong)包括工業(ye)(ye)活(huo)動(dong)廢物(wu)在(zai)(zai)內的(de)(de)(de)各種(zhong)原(yuan)。活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)發現(xian)了從(cong)(cong)水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)去(qu)除汞(gong)(gong)的(de)(de)(de)非常(chang)有效的(de)(de)(de)替(ti)代(dai)品。

　　由于(yu)溶質(zhi)和(he)(he)溶劑都是固體表(biao)面(mian)的(de)(de)競(jing)爭，因此在液(ye)(ye)相中(zhong)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)是一種(zhong)復(fu)雜的(de)(de)現象。簡而言之(zhi)，溶質(zhi)的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)取決于(yu)活性炭吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑的(de)(de)分子大小和(he)(he)化(hua)學性質(zhi)，以(yi)及其表(biao)面(mian)化(hua)學性質(zhi)。根據(ju)溶液(ye)(ye)的(de)(de)組成和(he)(he)pH值，其可(ke)(ke)以(yi)是正的(de)(de)，負的(de)(de)或中(zhong)性的(de)(de)。由于(yu)優(you)先吸(xi)(xi)附(fu)(fu)物種(zhong)的(de)(de)類(lei)型和(he)(he)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)程(cheng)度可(ke)(ke)能取決于(yu)表(biao)面(mian)的(de)(de)離子狀(zhuang)態(tai)，這取決于(yu)溶液(ye)(ye)pH值。若(ruo)流出物pH值不能改(gai)變（例(li)如，當必須檢測到大量液(ye)(ye)體或環境問題時(shi)），適當的(de)(de)活性炭表(biao)面(mian)改(gai)性可(ke)(ke)以(yi)提高污(wu)染物的(de)(de)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)能力(li)。在其他情(qing)況下，溶液(ye)(ye)可(ke)(ke)以(yi)改(gai)變pH改(gai)善吸(xi)(xi)附(fu)(fu)。

　　在過去的(de)幾年里，為了提高(gao)活性炭從水介質中(zhong)去除汞(gong)的(de)吸附能力，表面(mian)改(gai)性活性炭的(de)開發受到了廣泛(fan)的(de)關(guan)注。據報道，硫(liu)(liu)作為一(yi)種有(you)利于汞(gong)吸附的(de)元素，因(yin)此硫(liu)(liu)的(de)表面(mian)處理應該能夠改(gai)善汞(gong)的(de)吸附。

　　今天，金峰(feng)介紹了三(san)種活(huo)性(xing)炭作為(wei)(wei)液相(xiang)中汞吸附劑(ji)的(de)比較研(yan)究(jiu)。**種吸附劑(ji)是通(tong)過水蒸氣(qi)物(wu)理活(huo)化(hua)炭化(hua)，第(di)二(er)(er)種是硫(liu)酸和二(er)(er)硫(liu)化(hua)碳，以便將硫(liu)作為(wei)(wei)雜原子引入吸附劑(ji)表(biao)面，第(di)三(san)種是普(pu)通(tong)活(huo)性(xing)炭。所(suo)有活(huo)性(xing)炭分批吸附和測量汞，并(bing)使用(yong)吸附等溫線來(lai)比較其性(xing)能。

　　如圖所示，為了(le)獲得與零(ling)電荷相對應的(de)吸附劑(ji)點pH質量滴(di)定(ding)的(de)結(jie)果(guo)在值下。本表總結(jie)了(le)所研究(jiu)吸附劑(ji)的(de)酸堿表面基團和pH PZC的(de)結(jie)果(guo)。

　　酸(suan)堿(jian)表面基團(tuan)的分析表明 與改性固體(ti)的結構(gou)性質(zhi)相比(bi)，使用H 2 SO 4.與活性炭吸(xi)附(fu)劑相比(bi)，硫化處(chu)理(li)增加了兩個位點的數量(liang)和(he)表面化學變化。（酸(suan)基：堿(jian)基）比(bi)表示硫化處(chu)理(li)引起的表面化學變化。

　　與(yu)活性(xing)炭(tan)吸(xi)附劑(ji)(ji)相比(bi)，在AC-CS 2吸(xi)附劑(ji)(ji)觀(guan)察到表(biao)面基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)的(de)(de)數(shu)量和(he)類型(xing)更重要的(de)(de)變化(hua)(hua)，這不僅是因為硫(liu)化(hua)(hua)吸(xi)附劑(ji)(ji)的(de)(de)結構(gou)變化(hua)(hua)，而且與(yu)表(biao)面化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)有關，基(ji)(ji)本(ben)上通(tong)過酸(suan)堿基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)的(de)(de)數(shu)量和(he)（酸(suan)基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)：堿基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)）的(de)(de)比(bi)例(li)，基(ji)(ji)本(ben)上不同(tong)(tong)于未處理(li)的(de)(de)吸(xi)附劑(ji)(ji)。對應硫(liu)化(hua)(hua)活性(xing)炭(tan)pH PZ0值(zhi)和(he)未處理(li)固體(ti)pH PZ0 三種固體(ti)和(he)溶液(ye)的(de)(de)預測值(zhi)明顯不同(tong)(tong)。pH不同(tong)(tong)的(de)(de)行為。

　　在固定pH在溫度下對活(huo)性炭(tan)吸(xi)附(fu)數(shu)(shu)據(ju)的(de)分(fen)析表(biao)明，*高吸(xi)附(fu)能(neng)力(li)對應于AC-H 2 SO 4 吸(xi)附(fu)劑(ji)(k Freundlich參數(shu)(shu)的(de)*高值)主要是由于硫酸引起(qi)的(de)固體結構性質(zhi)的(de)變化。與活(huo)性炭(tan)吸(xi)附(fu)劑(ji)相比(bi)，硫化處理產生了輕(qing)微(wei)的(de)表(biao)面(mian)化學變化。

　　使用二(er)硫化碳作為硫化劑(ji)(與AC和(he)(he)AC-H 2 SO 4 與吸附劑(ji)對應的(de)相比(bi)，不同的(de)1 / n Freundlich參數)產生了更重要的(de)表面(mian)(mian)化學變化。改(gai)性(xing)固體的(de)汞吸附能力高于未經處理的(de)吸附劑(ji)。這(zhe)些(xie)結果(guo)與相應的(de)表面(mian)(mian)酸和(he)(he)堿基團相一致。

　　活性炭(tan)汞溶液吸附研究結果

　　活性炭是從水溶(rong)(rong)液中(zhong)吸(xi)附汞的(de)優良吸(xi)附劑，通過表(biao)面(mian)化(hua)學改(gai)性可以(yi)提高(gao)其吸(xi)附效(xiao)率。吸(xi)附劑容量(liang)的(de)提高(gao)不僅(jin)取決于(yu)表(biao)面(mian)改(gai)性，還取決于(yu)溶(rong)(rong)液中(zhong)溶(rong)(rong)質的(de)電(dian)荷。這兩個因(yin)素取決于(yu)溶(rong)(rong)液pH值。活性炭表(biao)面(mian)硫化(hua)處理(li)在零充電(dian)點(dian)、固體(ti)紋理(li)性質（基本比表(biao)面(mian)和孔徑分布）以(yi)及酸堿(jian)表(biao)面(mian)基團(tuan)的(de)數(shu)量(liang)生重要變化(hua)。

　　從以(yi)上因素的(de)(de)分析可以(yi)解釋活性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)吸附(fu)能(neng)力和(he)(he)溶(rong)液pH依賴(lai)關系。溫(wen)度對所(suo)研究固體的(de)(de)吸附(fu)性(xing)(xing)能(neng)沒有(you)顯著影響。觀(guan)察到(dao)隨溫(wen)度的(de)(de)吸附(fu)容量的(de)(de)輕微增加(jia)。這(zhe)種行為是(shi)由于(yu)當溶(rong)質(zhi)分子(zi)將溶(rong)劑分子(zi)取(qu)代到(dao)固體表(biao)面時的(de)(de)能(neng)量變化(hua)。　*后得出(chu)結論(lun)，硫(liu)酸(suan)表(biao)面處理(li)對活性(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)多孔(kong)結構和(he)(he)表(biao)面化(hua)學(xue)性(xing)(xing)質(zhi)有(you)重要變化(hua)，達到(dao)*高吸附(fu)水平(ping)(ping)。二(er)硫(liu)化(hua)碳的(de)(de)硫(liu)化(hua)處理(li)也在(zai)(zai)固體、編織性(xing)(xing)和(he)(he)表(biao)面化(hua)學(xue)性(xing)(xing)質(zhi)等方(fang)面發生了(le)重要變化(hua)。在(zai)(zai)這(zhe)種情況下，由汞吸附(fu)的(de)(de)有(you)利表(biao)面化(hua)學(xue)物質(zhi)平(ping)(ping)衡減(jian)少了(le)表(biao)面積和(he)(he)孔(kong)體積，使活性(xing)(xing)炭(tan)優(you)于(yu)未經(jing)處理(li)的(de)(de)活性(xing)(xing)炭(tan)。