活性炭從液體中吸附汞

　　汞(gong)是環(huan)境中(zhong)*有(you)毒的(de)金屬之一(yi)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)技術已(yi)經存(cun)在于汞(gong)減(jian)排技術中(zhong)。活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)是一(yi)種通用吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑，被認為是去除(chu)(chu)水中(zhong)汞(gong)的(de)非常有(you)效的(de)替(ti)代方法。除(chu)(chu)其他因素外(wai)，固體表(biao)面吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)污染物的(de)有(you)效性(xing)(xing)(xing)還(huan)取決于溶(rong)劑中(zhong)污染物的(de)化學電(dian)荷和吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)系統pH吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑表(biao)面的(de)凈電(dian)荷。木(mu)質活(huo)(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)一(yi)般用作(zuo)這(zhe)項工(gong)作(zuo)的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)劑。硫(liu)酸浸漬和二硫(liu)化碳兩次(ci)硫(liu)化，以提(ti)高(gao)汞(gong)捕獲(huo)的(de)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)能(neng)(neng)力。不同的(de)溫度(du)和溶(rong)液pH分批吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)試驗值下。討論了表(biao)面化學和操作(zuo)條件對吸(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)能(neng)(neng)力的(de)影響(xiang)。

　　但(dan)汞(gong)(gong)是(shi)(shi)一(yi)(yi)種(zhong)重要而有(you)用的(de)(de)工(gong)業材料(liao)(liao)。汞(gong)(gong)和汞(gong)(gong)化合(he)物長期(qi)(qi)以(yi)來一(yi)(yi)直被用作油墨(辰砂，紅硫化物)中的(de)(de)顏料(liao)(liao)，作為(wei)早期(qi)(qi)冶(ye)金(鍍(du)金銅)和儀(yi)器儀(yi)表(溫度計，氣壓計)和許(xu)多(duo)(duo)行(xing)業(從(cong)其礦石中回收黃金)通過電(dian)解鹽水等(deng)制造氯(lv)和氫氧化鈉(na))，或存在于它們的(de)(de)廢(fei)水中。汞(gong)(gong)一(yi)(yi)旦進(jin)入食(shi)物鏈，這種(zhong)元素就(jiu)會在人(ren)類和動(dong)物中積累，對(dui)健(jian)康產生許(xu)多(duo)(duo)不利影響。為(wei)了(le)防止汞(gong)(gong)毒(du)性(xing)引起的(de)(de)問題，提出(chu)了(le)離子交(jiao)換、吸附(fu)、硫化物沉淀、電(dian)沉積、溶劑提取和膜(mo)工(gong)藝等(deng)幾種(zhong)技術。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)吸附(fu)被認(ren)為(wei)是(shi)(shi)從(cong)水中去(qu)除痕量金屬的(de)(de)可(ke)用技術替代品(pin)的(de)(de)經(jing)濟可(ke)行(xing)性(xing)。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)是(shi)(shi)一(yi)(yi)種(zhong)可(ke)從(cong)包括工(gong)業活(huo)(huo)動(dong)廢(fei)物在內的(de)(de)各(ge)種(zhong)原(yuan)。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)發現了(le)從(cong)水中去(qu)除汞(gong)(gong)的(de)(de)非常有(you)效的(de)(de)替代品(pin)。

　　由(you)于(yu)溶(rong)(rong)質和(he)溶(rong)(rong)劑都是固體(ti)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)競爭，因(yin)此在液(ye)相中(zhong)吸附(fu)(fu)是一種復雜的(de)(de)(de)現象(xiang)。簡而言(yan)之，溶(rong)(rong)質的(de)(de)(de)吸附(fu)(fu)取(qu)決(jue)于(yu)活性(xing)(xing)炭吸附(fu)(fu)劑的(de)(de)(de)分子大(da)小和(he)化(hua)學(xue)性(xing)(xing)質，以及其(qi)(qi)表(biao)(biao)面(mian)化(hua)學(xue)性(xing)(xing)質。根據溶(rong)(rong)液(ye)的(de)(de)(de)組(zu)成和(he)pH值，其(qi)(qi)可以是正的(de)(de)(de)，負的(de)(de)(de)或(huo)中(zhong)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)。由(you)于(yu)優先吸附(fu)(fu)物種的(de)(de)(de)類型和(he)吸附(fu)(fu)程度可能取(qu)決(jue)于(yu)表(biao)(biao)面(mian)的(de)(de)(de)離子狀態，這取(qu)決(jue)于(yu)溶(rong)(rong)液(ye)pH值。若(ruo)流出物pH值不能改(gai)變(bian)（例(li)如，當必(bi)須檢測到(dao)大(da)量液(ye)體(ti)或(huo)環境問(wen)題時(shi)），適(shi)當的(de)(de)(de)活性(xing)(xing)炭表(biao)(biao)面(mian)改(gai)性(xing)(xing)可以提高(gao)污(wu)染(ran)物的(de)(de)(de)吸附(fu)(fu)能力。在其(qi)(qi)他情(qing)況下，溶(rong)(rong)液(ye)可以改(gai)變(bian)pH改(gai)善吸附(fu)(fu)。

　　在(zai)過(guo)去的(de)幾年里，為了提(ti)高活性炭(tan)從水介質中去除汞的(de)吸(xi)附能力(li)，表(biao)面(mian)改性活性炭(tan)的(de)開發(fa)受到了廣泛的(de)關注(zhu)。據(ju)報道(dao)，硫作(zuo)為一種有(you)利于汞吸(xi)附的(de)元素，因此硫的(de)表(biao)面(mian)處理應該能夠改善汞的(de)吸(xi)附。

　　今天，金峰(feng)介(jie)紹了三(san)種活性(xing)炭(tan)作(zuo)為液(ye)相中汞吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑的比較(jiao)研(yan)究(jiu)。**種吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑是(shi)通過水(shui)蒸氣物理活化炭(tan)化，第(di)二種是(shi)硫(liu)酸和(he)二硫(liu)化碳，以便將硫(liu)作(zuo)為雜原(yuan)子引入吸(xi)(xi)附(fu)(fu)劑表面，第(di)三(san)種是(shi)普通活性(xing)炭(tan)。所有活性(xing)炭(tan)分批吸(xi)(xi)附(fu)(fu)和(he)測(ce)量(liang)汞，并使用(yong)吸(xi)(xi)附(fu)(fu)等(deng)溫(wen)線來比較(jiao)其(qi)性(xing)能(neng)。

　　如(ru)圖(tu)所示，為了(le)(le)獲得與零電荷相對(dui)應的(de)吸(xi)附(fu)劑(ji)點pH質量滴(di)定的(de)結果(guo)在值(zhi)下。本表總(zong)結了(le)(le)所研究吸(xi)附(fu)劑(ji)的(de)酸堿(jian)表面基(ji)團(tuan)和pH PZC的(de)結果(guo)。

　　酸堿表面基團的(de)分析表明 與(yu)改(gai)性(xing)固體的(de)結構性(xing)質相比(bi)，使用H 2 SO 4.與(yu)活性(xing)炭吸附劑相比(bi)，硫化處(chu)理(li)增加(jia)了(le)兩個位點的(de)數量和(he)表面化學變化。（酸基：堿基）比(bi)表示硫化處(chu)理(li)引起的(de)表面化學變化。

　　與活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)附劑(ji)相比(bi)，在AC-CS 2吸(xi)附劑(ji)觀(guan)察到(dao)表(biao)面基(ji)團(tuan)(tuan)的數(shu)量和(he)(he)類型更(geng)重要的變(bian)化，這不(bu)僅是因為硫化吸(xi)附劑(ji)的結構變(bian)化，而(er)且與表(biao)面化學變(bian)化有關，基(ji)本(ben)上通過酸(suan)堿(jian)(jian)基(ji)團(tuan)(tuan)的數(shu)量和(he)(he)（酸(suan)基(ji)團(tuan)(tuan)：堿(jian)(jian)基(ji)團(tuan)(tuan)）的比(bi)例(li)，基(ji)本(ben)上不(bu)同于(yu)未處(chu)理(li)的吸(xi)附劑(ji)。對應(ying)硫化活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)pH PZ0值(zhi)和(he)(he)未處(chu)理(li)固體pH PZ0 三種(zhong)固體和(he)(he)溶液的預測值(zhi)明(ming)顯不(bu)同。pH不(bu)同的行為。

　　在固(gu)(gu)定(ding)pH在溫度(du)下(xia)對(dui)活(huo)性炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)數據的(de)(de)分析表(biao)明(ming)，*高吸(xi)附(fu)(fu)能力對(dui)應于AC-H 2 SO 4 吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)(k Freundlich參數的(de)(de)*高值(zhi))主(zhu)要是由于硫(liu)酸引(yin)起的(de)(de)固(gu)(gu)體結構(gou)性質的(de)(de)變化(hua)(hua)。與(yu)活(huo)性炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)相比(bi)，硫(liu)化(hua)(hua)處理產生了(le)輕微的(de)(de)表(biao)面化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)。

　　使用二(er)硫(liu)化(hua)(hua)碳作為硫(liu)化(hua)(hua)劑(ji)(與AC和AC-H 2 SO 4 與吸(xi)(xi)附劑(ji)對應(ying)的相(xiang)比，不同(tong)的1 / n Freundlich參數)產生了更重(zhong)要的表面化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)。改性(xing)固體(ti)的汞吸(xi)(xi)附能力(li)高于(yu)未經處理的吸(xi)(xi)附劑(ji)。這(zhe)些結果與相(xiang)應(ying)的表面酸和堿基(ji)團相(xiang)一(yi)致。

　　活性炭(tan)汞溶液吸附研究結果

　　活(huo)性(xing)(xing)炭是(shi)從水(shui)溶(rong)液中吸附汞的優良吸附劑(ji)，通過表(biao)(biao)面化(hua)(hua)學改性(xing)(xing)可以(yi)提(ti)高(gao)其吸附效率。吸附劑(ji)容(rong)量的提(ti)高(gao)不(bu)僅取決(jue)于表(biao)(biao)面改性(xing)(xing)，還(huan)取決(jue)于溶(rong)液中溶(rong)質(zhi)的電(dian)荷。這兩(liang)個(ge)因素取決(jue)于溶(rong)液pH值。活(huo)性(xing)(xing)炭表(biao)(biao)面硫化(hua)(hua)處理(li)在零充電(dian)點、固體紋理(li)性(xing)(xing)質(zhi)（基本比表(biao)(biao)面和孔徑分布(bu)）以(yi)及酸堿表(biao)(biao)面基團的數量生重要變化(hua)(hua)。

　　從以上因素的(de)(de)分(fen)析(xi)可(ke)以解釋活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)吸(xi)附能(neng)力和溶(rong)液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)(xing)能(neng)沒有顯(xian)著影(ying)響。觀察到隨溫度(du)的(de)(de)吸(xi)附容量(liang)的(de)(de)輕(qing)微增加(jia)。這(zhe)種行為是由(you)于當溶(rong)質(zhi)分(fen)子將溶(rong)劑分(fen)子取代到固(gu)(gu)體(ti)表面時的(de)(de)能(neng)量(liang)變化。　*后得(de)出結論，硫酸表面處(chu)理(li)對活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)的(de)(de)多孔結構(gou)和表面化學(xue)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)有重(zhong)要(yao)變化，達到*高吸(xi)附水平。二(er)硫化碳的(de)(de)硫化處(chu)理(li)也(ye)在固(gu)(gu)體(ti)、編(bian)織性(xing)(xing)(xing)和表面化學(xue)性(xing)(xing)(xing)質(zhi)等方面發生了重(zhong)要(yao)變化。在這(zhe)種情況下(xia)，由(you)汞吸(xi)附的(de)(de)有利表面化學(xue)物(wu)質(zhi)平衡減少了表面積和孔體(ti)積，使活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)優(you)于未經處(chu)理(li)的(de)(de)活性(xing)(xing)(xing)炭(tan)。