活性炭從液體中吸附汞

　　汞(gong)是環(huan)境中(zhong)*有毒的(de)金屬(shu)之一(yi)。活(huo)性(xing)炭吸(xi)附(fu)技(ji)術已經存(cun)在于汞(gong)減排(pai)技(ji)術中(zhong)。活(huo)性(xing)炭是一(yi)種通用(yong)吸(xi)附(fu)劑(ji)，被認為是去除水中(zhong)汞(gong)的(de)非常(chang)有效的(de)替代方(fang)法。除其他因素(su)外，固體表(biao)面(mian)吸(xi)附(fu)污(wu)染(ran)物的(de)有效性(xing)還(huan)取決于溶劑(ji)中(zhong)污(wu)染(ran)物的(de)化(hua)學(xue)電荷和(he)吸(xi)附(fu)系統pH吸(xi)附(fu)劑(ji)表(biao)面(mian)的(de)凈(jing)電荷。木(mu)質活(huo)性(xing)炭一(yi)般用(yong)作這項工作的(de)吸(xi)附(fu)劑(ji)。硫(liu)酸浸(jin)漬和(he)二硫(liu)化(hua)碳兩次(ci)硫(liu)化(hua)，以提(ti)高汞(gong)捕獲的(de)吸(xi)附(fu)能(neng)力。不同的(de)溫度和(he)溶液pH分批吸(xi)附(fu)試(shi)驗值下。討(tao)論(lun)了表(biao)面(mian)化(hua)學(xue)和(he)操作條(tiao)件對吸(xi)附(fu)能(neng)力的(de)影響。

　　但汞(gong)是(shi)(shi)一(yi)種重要而(er)有用(yong)的工(gong)業材料。汞(gong)和(he)汞(gong)化(hua)(hua)合物(wu)長期以來一(yi)直被用(yong)作(zuo)油墨(辰砂，紅硫(liu)化(hua)(hua)物(wu))中(zhong)的顏(yan)料，作(zuo)為(wei)早期冶(ye)金(jin)(鍍金(jin)銅)和(he)儀(yi)器儀(yi)表(溫度計，氣壓計)和(he)許(xu)多行業(從(cong)其礦石中(zhong)回收黃金(jin))通(tong)過電(dian)解鹽(yan)水等制造氯和(he)氫氧化(hua)(hua)鈉)，或存在(zai)于(yu)它們的廢水中(zhong)。汞(gong)一(yi)旦進入食(shi)物(wu)鏈，這種元(yuan)素就會在(zai)人類和(he)動(dong)物(wu)中(zhong)積累，對健康產生(sheng)許(xu)多不利(li)影響(xiang)。為(wei)了(le)防止汞(gong)毒(du)性(xing)引起的問題，提出了(le)離子交(jiao)換、吸(xi)附、硫(liu)化(hua)(hua)物(wu)沉淀、電(dian)沉積、溶(rong)劑提取和(he)膜工(gong)藝等幾種技術。活性(xing)炭(tan)吸(xi)附被認為(wei)是(shi)(shi)從(cong)水中(zhong)去除痕量金(jin)屬的可用(yong)技術替(ti)代品的經濟可行性(xing)。活性(xing)炭(tan)是(shi)(shi)一(yi)種可從(cong)包括工(gong)業活動(dong)廢物(wu)在(zai)內的各種原。活性(xing)炭(tan)發現了(le)從(cong)水中(zhong)去除汞(gong)的非(fei)常有效的替(ti)代品。

　　由于溶質(zhi)(zhi)和溶劑都(dou)是(shi)固(gu)體表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)競爭(zheng)，因此在液相中(zhong)吸(xi)(xi)(xi)附是(shi)一種(zhong)復雜(za)的(de)(de)(de)(de)現象。簡而言之(zhi)，溶質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附取(qu)決于活性(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)附劑的(de)(de)(de)(de)分子大小和化學性(xing)質(zhi)(zhi)，以及其(qi)表(biao)面(mian)化學性(xing)質(zhi)(zhi)。根據溶液的(de)(de)(de)(de)組成和pH值，其(qi)可(ke)以是(shi)正的(de)(de)(de)(de)，負的(de)(de)(de)(de)或(huo)中(zhong)性(xing)的(de)(de)(de)(de)。由于優先吸(xi)(xi)(xi)附物種(zhong)的(de)(de)(de)(de)類型(xing)和吸(xi)(xi)(xi)附程度可(ke)能取(qu)決于表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)(de)離子狀態，這(zhe)取(qu)決于溶液pH值。若流出物pH值不能改(gai)變（例如，當必須(xu)檢測到大量液體或(huo)環(huan)境問題(ti)時），適當的(de)(de)(de)(de)活性(xing)炭表(biao)面(mian)改(gai)性(xing)可(ke)以提高污染物的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)附能力。在其(qi)他(ta)情(qing)況下，溶液可(ke)以改(gai)變pH改(gai)善吸(xi)(xi)(xi)附。

　　在(zai)過去的幾年里(li)，為了提高活性炭從水介質中去除汞(gong)的吸附(fu)能力，表面改性活性炭的開發受到(dao)了廣泛的關注。據報道，硫(liu)作為一(yi)種有利于汞(gong)吸附(fu)的元素，因此硫(liu)的表面處理應(ying)該能夠改善汞(gong)的吸附(fu)。

　　今天，金峰介紹了(le)三(san)(san)種活(huo)(huo)性(xing)炭作為液相(xiang)中(zhong)汞(gong)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑的比較研究。**種吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑是通過水(shui)蒸氣物理(li)活(huo)(huo)化(hua)炭化(hua)，第二種是硫(liu)酸(suan)和(he)二硫(liu)化(hua)碳，以便將硫(liu)作為雜原子引(yin)入(ru)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑表面，第三(san)(san)種是普通活(huo)(huo)性(xing)炭。所有活(huo)(huo)性(xing)炭分批吸(xi)(xi)(xi)附(fu)和(he)測量(liang)汞(gong)，并使(shi)用(yong)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)等溫(wen)線來(lai)比較其性(xing)能。

　　如圖所(suo)示，為了(le)獲(huo)得與(yu)零電荷(he)相對(dui)應(ying)的吸附(fu)劑點(dian)pH質量滴定的結(jie)果在值下。本(ben)表(biao)總結(jie)了(le)所(suo)研(yan)究吸附(fu)劑的酸堿(jian)表(biao)面基團(tuan)和(he)pH PZC的結(jie)果。

　　酸堿(jian)表(biao)面(mian)(mian)基(ji)團的分析表(biao)明 與改性固(gu)體的結構性質相比，使用H 2 SO 4.與活性炭吸附劑相比，硫(liu)化(hua)處理(li)增加了(le)兩個位(wei)點的數量(liang)和表(biao)面(mian)(mian)化(hua)學變化(hua)。（酸基(ji)：堿(jian)基(ji)）比表(biao)示硫(liu)化(hua)處理(li)引(yin)起的表(biao)面(mian)(mian)化(hua)學變化(hua)。

　　與活(huo)性炭(tan)吸(xi)(xi)附劑(ji)相(xiang)比(bi)，在(zai)AC-CS 2吸(xi)(xi)附劑(ji)觀(guan)察到(dao)表面基(ji)團(tuan)的(de)(de)數量和(he)類型(xing)更重要的(de)(de)變(bian)化(hua)，這不(bu)僅是因為硫化(hua)吸(xi)(xi)附劑(ji)的(de)(de)結構變(bian)化(hua)，而且與表面化(hua)學變(bian)化(hua)有關，基(ji)本(ben)上(shang)通過(guo)酸堿(jian)基(ji)團(tuan)的(de)(de)數量和(he)（酸基(ji)團(tuan)：堿(jian)基(ji)團(tuan)）的(de)(de)比(bi)例(li)，基(ji)本(ben)上(shang)不(bu)同于(yu)未處(chu)理的(de)(de)吸(xi)(xi)附劑(ji)。對應硫化(hua)活(huo)性炭(tan)pH PZ0值和(he)未處(chu)理固體pH PZ0 三種(zhong)固體和(he)溶液的(de)(de)預測(ce)值明(ming)顯不(bu)同。pH不(bu)同的(de)(de)行(xing)為。

　　在固(gu)定pH在溫度下對活性(xing)炭吸附(fu)數據的(de)(de)分析表明，*高吸附(fu)能力對應于AC-H 2 SO 4 吸附(fu)劑(k Freundlich參(can)數的(de)(de)*高值(zhi))主要是由(you)于硫(liu)酸引起的(de)(de)固(gu)體結(jie)構性(xing)質的(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)。與活性(xing)炭吸附(fu)劑相比(bi)，硫(liu)化(hua)處理產生了輕微的(de)(de)表面化(hua)學變(bian)(bian)化(hua)。

　　使用二硫化碳作(zuo)為(wei)硫化劑(ji)(與(yu)AC和(he)AC-H 2 SO 4 與(yu)吸附劑(ji)對應的(de)相比，不同的(de)1 / n Freundlich參數)產生了更重要的(de)表面化學變化。改性固(gu)體的(de)汞吸附能力高(gao)于(yu)未(wei)經(jing)處理的(de)吸附劑(ji)。這(zhe)些結果與(yu)相應的(de)表面酸和(he)堿基團相一(yi)致(zhi)。

　　活性炭汞溶液吸附研究結果

　　活性(xing)炭(tan)是從(cong)水溶(rong)液(ye)中(zhong)吸附汞(gong)的優(you)良吸附劑，通(tong)過表(biao)(biao)面(mian)化(hua)學改性(xing)可以提高其(qi)吸附效率。吸附劑容量的提高不僅取決于表(biao)(biao)面(mian)改性(xing)，還取決于溶(rong)液(ye)中(zhong)溶(rong)質的電荷。這兩個因素取決于溶(rong)液(ye)pH值。活性(xing)炭(tan)表(biao)(biao)面(mian)硫化(hua)處理(li)在零充電點、固體(ti)紋(wen)理(li)性(xing)質（基本比(bi)表(biao)(biao)面(mian)和孔徑分布）以及(ji)酸堿(jian)表(biao)(biao)面(mian)基團的數量生重要變(bian)化(hua)。

　　從(cong)以上因素的(de)分(fen)析可以解(jie)釋活(huo)性(xing)炭的(de)吸附(fu)能(neng)力(li)和(he)溶液pH依賴關系。溫(wen)度對(dui)所(suo)研究固體的(de)吸附(fu)性(xing)能(neng)沒有顯著影響。觀察到隨溫(wen)度的(de)吸附(fu)容量的(de)輕微增加。這種(zhong)行為是由于(yu)當溶質(zhi)(zhi)分(fen)子將溶劑分(fen)子取代到固體表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)時(shi)的(de)能(neng)量變化(hua)。　*后得出結論(lun)，硫酸表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)處(chu)理(li)對(dui)活(huo)性(xing)炭的(de)多孔結構(gou)和(he)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)化(hua)學性(xing)質(zhi)(zhi)有重要變化(hua)，達到*高吸附(fu)水平(ping)。二硫化(hua)碳的(de)硫化(hua)處(chu)理(li)也在固體、編織性(xing)和(he)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)化(hua)學性(xing)質(zhi)(zhi)等方(fang)面(mian)(mian)(mian)發生了重要變化(hua)。在這種(zhong)情況(kuang)下，由汞吸附(fu)的(de)有利表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)化(hua)學物質(zhi)(zhi)平(ping)衡減少了表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)積和(he)孔體積，使活(huo)性(xing)炭優于(yu)未經處(chu)理(li)的(de)活(huo)性(xing)炭。