活性炭從液體中吸附汞

　　汞是(shi)(shi)環境中*有毒(du)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬之一(yi)。活(huo)性(xing)(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)技(ji)術(shu)已經存在于汞減(jian)排技(ji)術(shu)中。活(huo)性(xing)(xing)炭是(shi)(shi)一(yi)種通用(yong)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑，被認為是(shi)(shi)去除水中汞的(de)(de)(de)(de)非常有效(xiao)的(de)(de)(de)(de)替代方法。除其他因素外，固體表(biao)面吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)污染(ran)物的(de)(de)(de)(de)有效(xiao)性(xing)(xing)還取決于溶(rong)劑中污染(ran)物的(de)(de)(de)(de)化學(xue)電荷和(he)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)系(xi)統(tong)pH吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑表(biao)面的(de)(de)(de)(de)凈電荷。木質(zhi)活(huo)性(xing)(xing)炭一(yi)般(ban)用(yong)作這項工作的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)劑。硫酸浸漬和(he)二硫化碳兩次硫化，以提高汞捕獲的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)能力(li)。不同的(de)(de)(de)(de)溫度和(he)溶(rong)液pH分批吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)試驗(yan)值下。討論了表(biao)面化學(xue)和(he)操(cao)作條(tiao)件對吸(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)能力(li)的(de)(de)(de)(de)影響。

　　但汞是一種重要(yao)而(er)有用(yong)的(de)工業(ye)材料。汞和汞化合物(wu)長期(qi)以來(lai)一直(zhi)被用(yong)作油墨(辰砂，紅(hong)硫化物(wu))中(zhong)的(de)顏料，作為(wei)(wei)早期(qi)冶金(jin)(jin)(鍍金(jin)(jin)銅(tong))和儀器儀表(溫度(du)計(ji)，氣(qi)壓計(ji))和許(xu)多行業(ye)(從其礦石中(zhong)回收(shou)黃金(jin)(jin))通過電解鹽(yan)水等制造氯和氫氧化鈉)，或存在于(yu)它們(men)的(de)廢水中(zhong)。汞一旦進入食(shi)物(wu)鏈(lian)，這種元素就會(hui)在人(ren)類和動物(wu)中(zhong)積累，對健康產生許(xu)多不利影響。為(wei)(wei)了防止汞毒性引起的(de)問題，提(ti)出了離子(zi)交換、吸附(fu)(fu)、硫化物(wu)沉(chen)淀、電沉(chen)積、溶劑(ji)提(ti)取和膜工藝等幾種技(ji)術。活(huo)性炭吸附(fu)(fu)被認為(wei)(wei)是從水中(zhong)去除(chu)痕(hen)量金(jin)(jin)屬的(de)可(ke)用(yong)技(ji)術替(ti)代(dai)品的(de)經濟可(ke)行性。活(huo)性炭是一種可(ke)從包括(kuo)工業(ye)活(huo)動廢物(wu)在內的(de)各種原。活(huo)性炭發現了從水中(zhong)去除(chu)汞的(de)非常有效的(de)替(ti)代(dai)品。

　　由于溶質和(he)溶劑都(dou)是(shi)固(gu)體表面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)競(jing)爭，因此在液(ye)(ye)(ye)相中(zhong)吸附(fu)是(shi)一(yi)種(zhong)復(fu)雜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)現(xian)象(xiang)。簡而言之，溶質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸附(fu)取(qu)決于活(huo)性(xing)炭吸附(fu)劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)分子(zi)大小和(he)化學(xue)性(xing)質，以(yi)及(ji)其表面化學(xue)性(xing)質。根據溶液(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)組成和(he)pH值，其可以(yi)是(shi)正的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，負的(de)(de)(de)(de)(de)(de)或中(zhong)性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。由于優先(xian)吸附(fu)物(wu)種(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)類型(xing)和(he)吸附(fu)程度可能取(qu)決于表面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)離子(zi)狀態，這(zhe)取(qu)決于溶液(ye)(ye)(ye)pH值。若(ruo)流出(chu)物(wu)pH值不能改(gai)(gai)變(bian)(bian)（例如，當(dang)必須檢(jian)測到大量液(ye)(ye)(ye)體或環境問(wen)題時），適當(dang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)活(huo)性(xing)炭表面改(gai)(gai)性(xing)可以(yi)提高污染物(wu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)吸附(fu)能力。在其他情(qing)況下，溶液(ye)(ye)(ye)可以(yi)改(gai)(gai)變(bian)(bian)pH改(gai)(gai)善吸附(fu)。

　　在過去(qu)的幾年里，為了提高(gao)活(huo)性(xing)炭從(cong)水介質(zhi)中去(qu)除汞的吸(xi)(xi)附能(neng)力，表面改(gai)性(xing)活(huo)性(xing)炭的開(kai)發受到了廣泛(fan)的關注。據(ju)報道，硫作為一(yi)種(zhong)有(you)利(li)于汞吸(xi)(xi)附的元素，因此硫的表面處理應該能(neng)夠改(gai)善汞的吸(xi)(xi)附。

　　今(jin)天，金峰介紹了三種活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭作(zuo)(zuo)為液相(xiang)中汞(gong)吸(xi)(xi)附(fu)劑的比較研究。**種吸(xi)(xi)附(fu)劑是通過水(shui)蒸氣物理(li)活(huo)(huo)(huo)化炭化，第(di)二種是硫(liu)酸和(he)二硫(liu)化碳，以便將硫(liu)作(zuo)(zuo)為雜原子引入(ru)吸(xi)(xi)附(fu)劑表(biao)面，第(di)三種是普(pu)通活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭。所有活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭分批吸(xi)(xi)附(fu)和(he)測量汞(gong)，并使用吸(xi)(xi)附(fu)等溫線來比較其性(xing)能。

　　如圖所示，為(wei)了(le)獲得與零電(dian)荷相(xiang)對應的(de)(de)吸(xi)(xi)附劑點(dian)pH質量滴(di)定的(de)(de)結(jie)(jie)果在(zai)值下。本表(biao)總結(jie)(jie)了(le)所研究吸(xi)(xi)附劑的(de)(de)酸堿(jian)表(biao)面基團和(he)pH PZC的(de)(de)結(jie)(jie)果。

　　酸堿表(biao)(biao)面(mian)基(ji)團的(de)(de)分析表(biao)(biao)明 與(yu)改性(xing)固(gu)體的(de)(de)結構(gou)性(xing)質相比，使用H 2 SO 4.與(yu)活性(xing)炭吸附劑相比，硫化(hua)處理增加(jia)了兩(liang)個(ge)位點的(de)(de)數量和(he)表(biao)(biao)面(mian)化(hua)學(xue)變(bian)化(hua)。（酸基(ji)：堿基(ji)）比表(biao)(biao)示硫化(hua)處理引(yin)起的(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)化(hua)學(xue)變(bian)化(hua)。

　　與活(huo)性(xing)炭吸(xi)(xi)附(fu)劑相比，在AC-CS 2吸(xi)(xi)附(fu)劑觀察到表(biao)面基(ji)團(tuan)的數(shu)量(liang)和類型(xing)更重要的變化(hua)(hua)(hua)(hua)，這不僅(jin)是因為硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)吸(xi)(xi)附(fu)劑的結構變化(hua)(hua)(hua)(hua)，而(er)且與表(biao)面化(hua)(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)(hua)有關，基(ji)本上通過酸堿(jian)基(ji)團(tuan)的數(shu)量(liang)和（酸基(ji)團(tuan)：堿(jian)基(ji)團(tuan)）的比例，基(ji)本上不同(tong)(tong)(tong)于未(wei)處(chu)理的吸(xi)(xi)附(fu)劑。對應硫(liu)化(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)性(xing)炭pH PZ0值和未(wei)處(chu)理固(gu)體(ti)(ti)pH PZ0 三種固(gu)體(ti)(ti)和溶液的預測值明顯不同(tong)(tong)(tong)。pH不同(tong)(tong)(tong)的行(xing)為。

　　在固定pH在溫(wen)度下對(dui)(dui)活(huo)性炭吸附(fu)數據的(de)分析(xi)表明，*高(gao)(gao)吸附(fu)能力對(dui)(dui)應(ying)于AC-H 2 SO 4 吸附(fu)劑(ji)(k Freundlich參(can)數的(de)*高(gao)(gao)值)主要是由于硫酸引起的(de)固體結構性質的(de)變化(hua)(hua)(hua)。與活(huo)性炭吸附(fu)劑(ji)相比，硫化(hua)(hua)(hua)處(chu)理(li)產(chan)生了輕(qing)微的(de)表面化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)。

　　使(shi)用二硫(liu)化(hua)碳作為硫(liu)化(hua)劑(ji)(ji)(與(yu)AC和AC-H 2 SO 4 與(yu)吸附劑(ji)(ji)對應(ying)的(de)相(xiang)比(bi)，不同的(de)1 / n Freundlich參數)產生了(le)更重要的(de)表面化(hua)學變化(hua)。改性固體的(de)汞吸附能力高于未(wei)經處理(li)的(de)吸附劑(ji)(ji)。這些結(jie)果與(yu)相(xiang)應(ying)的(de)表面酸和堿基團(tuan)相(xiang)一致(zhi)。

　　活(huo)性炭汞溶(rong)液(ye)吸附研究結果

　　活性(xing)炭是從水溶(rong)液中(zhong)吸(xi)附(fu)(fu)汞的優良吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)，通過表面化學改性(xing)可以提高其吸(xi)附(fu)(fu)效率。吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)容量(liang)的提高不(bu)僅取(qu)決于(yu)(yu)表面改性(xing)，還取(qu)決于(yu)(yu)溶(rong)液中(zhong)溶(rong)質的電荷。這兩個(ge)因(yin)素取(qu)決于(yu)(yu)溶(rong)液pH值。活性(xing)炭表面硫化處理在零(ling)充電點、固(gu)體紋理性(xing)質（基本比表面和孔徑分(fen)布）以及酸(suan)堿表面基團的數(shu)量(liang)生重要變化。

　　從以上因素的(de)(de)(de)分析可(ke)以解釋活性炭(tan)的(de)(de)(de)吸附能(neng)力和(he)溶液pH依賴關系。溫度對所(suo)研(yan)究固體(ti)(ti)的(de)(de)(de)吸附性能(neng)沒有顯著影響。觀察到(dao)(dao)隨溫度的(de)(de)(de)吸附容量(liang)的(de)(de)(de)輕微增加。這(zhe)種行(xing)為是(shi)由(you)于當溶質(zhi)分子(zi)將溶劑分子(zi)取代到(dao)(dao)固體(ti)(ti)表(biao)(biao)(biao)面(mian)時的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)變化。　*后得出結論(lun)，硫(liu)酸表(biao)(biao)(biao)面(mian)處理對活性炭(tan)的(de)(de)(de)多孔結構(gou)和(he)表(biao)(biao)(biao)面(mian)化學(xue)性質(zhi)有重要(yao)變化，達到(dao)(dao)*高吸附水平。二硫(liu)化碳的(de)(de)(de)硫(liu)化處理也在(zai)(zai)固體(ti)(ti)、編(bian)織性和(he)表(biao)(biao)(biao)面(mian)化學(xue)性質(zhi)等方面(mian)發(fa)生了重要(yao)變化。在(zai)(zai)這(zhe)種情況下，由(you)汞吸附的(de)(de)(de)有利表(biao)(biao)(biao)面(mian)化學(xue)物質(zhi)平衡減少(shao)了表(biao)(biao)(biao)面(mian)積和(he)孔體(ti)(ti)積，使活性炭(tan)優于未經處理的(de)(de)(de)活性炭(tan)。