活性炭從液體中吸附汞

　　汞(gong)(gong)是環境中(zhong)*有毒的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬之一(yi)(yi)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)技術(shu)已經存在于汞(gong)(gong)減排技術(shu)中(zhong)。活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)是一(yi)(yi)種通用吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)(ji)，被認為是去除水中(zhong)汞(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)非常有效的(de)(de)(de)(de)替代方法。除其他因素外，固體表面(mian)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)污染(ran)物(wu)的(de)(de)(de)(de)有效性(xing)(xing)(xing)還取決(jue)于溶(rong)劑(ji)(ji)中(zhong)污染(ran)物(wu)的(de)(de)(de)(de)化(hua)學電荷和(he)(he)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)系統pH吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)(ji)表面(mian)的(de)(de)(de)(de)凈電荷。木質活(huo)性(xing)(xing)(xing)炭(tan)(tan)一(yi)(yi)般(ban)用作這項工作的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)劑(ji)(ji)。硫酸(suan)浸漬和(he)(he)二硫化(hua)碳兩(liang)次硫化(hua)，以提高汞(gong)(gong)捕(bu)獲的(de)(de)(de)(de)吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能力。不同的(de)(de)(de)(de)溫度和(he)(he)溶(rong)液(ye)pH分批吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)試驗值(zhi)下。討論了表面(mian)化(hua)學和(he)(he)操作條件對吸(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)(xi)附(fu)(fu)(fu)能力的(de)(de)(de)(de)影響。

　　但汞(gong)是一(yi)種重要(yao)而有用(yong)的(de)(de)(de)工業(ye)材料(liao)(liao)。汞(gong)和(he)汞(gong)化(hua)(hua)合物(wu)(wu)長期(qi)以(yi)來一(yi)直(zhi)被(bei)用(yong)作(zuo)油墨(辰砂(sha)，紅硫化(hua)(hua)物(wu)(wu))中(zhong)的(de)(de)(de)顏料(liao)(liao)，作(zuo)為早期(qi)冶金(jin)(鍍金(jin)銅)和(he)儀(yi)器(qi)儀(yi)表(biao)(溫度計，氣壓計)和(he)許多(duo)行業(ye)(從其礦石中(zhong)回(hui)收黃金(jin))通過電解鹽(yan)水等(deng)制造氯(lv)和(he)氫氧(yang)化(hua)(hua)鈉)，或存在于它們的(de)(de)(de)廢(fei)水中(zhong)。汞(gong)一(yi)旦進入(ru)食物(wu)(wu)鏈(lian)，這種元素(su)就會在人(ren)類和(he)動物(wu)(wu)中(zhong)積累，對健康產生許多(duo)不利(li)影響。為了防止汞(gong)毒(du)性(xing)引起的(de)(de)(de)問題(ti)，提(ti)出了離子(zi)交換、吸(xi)附、硫化(hua)(hua)物(wu)(wu)沉(chen)淀、電沉(chen)積、溶(rong)劑提(ti)取和(he)膜工藝等(deng)幾種技(ji)(ji)術。活性(xing)炭吸(xi)附被(bei)認(ren)為是從水中(zhong)去除(chu)痕量金(jin)屬的(de)(de)(de)可用(yong)技(ji)(ji)術替代品(pin)的(de)(de)(de)經濟可行性(xing)。活性(xing)炭是一(yi)種可從包括工業(ye)活動廢(fei)物(wu)(wu)在內的(de)(de)(de)各種原(yuan)。活性(xing)炭發現了從水中(zhong)去除(chu)汞(gong)的(de)(de)(de)非(fei)常有效的(de)(de)(de)替代品(pin)。

　　由于(yu)溶(rong)質和(he)溶(rong)劑(ji)都是固(gu)體(ti)表面的(de)競(jing)爭，因此在(zai)(zai)液相中(zhong)吸(xi)附(fu)(fu)是一種(zhong)復雜(za)的(de)現象。簡而言之，溶(rong)質的(de)吸(xi)附(fu)(fu)取決(jue)于(yu)活性(xing)炭(tan)吸(xi)附(fu)(fu)劑(ji)的(de)分子大小和(he)化學性(xing)質，以(yi)(yi)及其(qi)表面化學性(xing)質。根(gen)據溶(rong)液的(de)組(zu)成和(he)pH值，其(qi)可(ke)以(yi)(yi)是正的(de)，負(fu)的(de)或(huo)中(zhong)性(xing)的(de)。由于(yu)優先吸(xi)附(fu)(fu)物種(zhong)的(de)類型和(he)吸(xi)附(fu)(fu)程度可(ke)能取決(jue)于(yu)表面的(de)離子狀態，這取決(jue)于(yu)溶(rong)液pH值。若流出物pH值不能改(gai)變(bian)（例如，當(dang)必須檢測到大量液體(ti)或(huo)環(huan)境問題時），適當(dang)的(de)活性(xing)炭(tan)表面改(gai)性(xing)可(ke)以(yi)(yi)提高污染物的(de)吸(xi)附(fu)(fu)能力。在(zai)(zai)其(qi)他情況下，溶(rong)液可(ke)以(yi)(yi)改(gai)變(bian)pH改(gai)善吸(xi)附(fu)(fu)。

　　在過去的(de)(de)(de)幾年里(li)，為(wei)了(le)提高活性炭從水介質中去除汞(gong)(gong)的(de)(de)(de)吸(xi)附能力，表(biao)面(mian)改性活性炭的(de)(de)(de)開發受(shou)到了(le)廣泛的(de)(de)(de)關注。據報道，硫作(zuo)為(wei)一(yi)種有利于汞(gong)(gong)吸(xi)附的(de)(de)(de)元素，因(yin)此硫的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)處理應(ying)該能夠改善(shan)汞(gong)(gong)的(de)(de)(de)吸(xi)附。

　　今天，金峰介紹了三種(zhong)活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)作(zuo)(zuo)為(wei)液(ye)相中汞吸(xi)(xi)(xi)附劑(ji)的比較研究(jiu)。**種(zhong)吸(xi)(xi)(xi)附劑(ji)是(shi)通過水蒸氣物理活(huo)化炭(tan)化，第二種(zhong)是(shi)硫酸和二硫化碳，以便(bian)將硫作(zuo)(zuo)為(wei)雜原(yuan)子引入吸(xi)(xi)(xi)附劑(ji)表面，第三種(zhong)是(shi)普通活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)。所有活(huo)性(xing)(xing)炭(tan)分批吸(xi)(xi)(xi)附和測量汞，并使用吸(xi)(xi)(xi)附等溫線來比較其性(xing)(xing)能。

　　如(ru)圖所示，為(wei)了獲得與零電荷相(xiang)對應的吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)點pH質(zhi)量(liang)滴定的結果(guo)在(zai)值下。本表總(zong)結了所研究吸(xi)(xi)附(fu)劑(ji)的酸堿表面基團和pH PZC的結果(guo)。

　　酸堿表面基(ji)團的分析(xi)表明 與改(gai)性固(gu)體的結構性質(zhi)相比(bi)，使用H 2 SO 4.與活性炭吸附劑相比(bi)，硫化(hua)(hua)處理(li)增加了兩(liang)個位點(dian)的數量和表面化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)。（酸基(ji)：堿基(ji)）比(bi)表示硫化(hua)(hua)處理(li)引起的表面化(hua)(hua)學變(bian)化(hua)(hua)。

　　與活(huo)性炭吸附(fu)劑相(xiang)比(bi)，在AC-CS 2吸附(fu)劑觀察到(dao)表面(mian)基團的(de)數量(liang)和(he)(he)(he)類型(xing)更重要的(de)變化(hua)，這不僅是(shi)因為(wei)硫(liu)化(hua)吸附(fu)劑的(de)結構變化(hua)，而且與表面(mian)化(hua)學變化(hua)有(you)關，基本上通過酸堿基團的(de)數量(liang)和(he)(he)(he)（酸基團：堿基團）的(de)比(bi)例，基本上不同(tong)(tong)于未處理的(de)吸附(fu)劑。對應硫(liu)化(hua)活(huo)性炭pH PZ0值和(he)(he)(he)未處理固體pH PZ0 三種固體和(he)(he)(he)溶液的(de)預測值明顯不同(tong)(tong)。pH不同(tong)(tong)的(de)行(xing)為(wei)。

　　在固定pH在溫(wen)度下(xia)對活性(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)附(fu)數據的(de)(de)分析表明，*高(gao)吸(xi)(xi)(xi)附(fu)能力(li)對應(ying)于AC-H 2 SO 4 吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑(k Freundlich參數的(de)(de)*高(gao)值(zhi))主要(yao)是由于硫(liu)酸引起的(de)(de)固體結構性(xing)質的(de)(de)變化(hua)。與活性(xing)炭吸(xi)(xi)(xi)附(fu)劑相比，硫(liu)化(hua)處理產生了輕微(wei)的(de)(de)表面化(hua)學(xue)變化(hua)。

　　使用二(er)硫化(hua)(hua)(hua)碳作為(wei)硫化(hua)(hua)(hua)劑(與AC和(he)AC-H 2 SO 4 與吸(xi)附劑對應(ying)的(de)相比(bi)，不(bu)同(tong)的(de)1 / n Freundlich參(can)數)產(chan)生了(le)更重要的(de)表面(mian)化(hua)(hua)(hua)學變化(hua)(hua)(hua)。改性(xing)固體的(de)汞吸(xi)附能力(li)高于(yu)未經處理的(de)吸(xi)附劑。這些結果與相應(ying)的(de)表面(mian)酸和(he)堿基團相一致。

　　活性炭汞溶液吸附研究結果

　　活性(xing)炭是從水溶液中吸(xi)附(fu)汞的(de)優(you)良吸(xi)附(fu)劑，通過表面(mian)(mian)(mian)化(hua)學改性(xing)可以提高(gao)其吸(xi)附(fu)效率。吸(xi)附(fu)劑容量(liang)(liang)的(de)提高(gao)不僅取(qu)決于表面(mian)(mian)(mian)改性(xing)，還取(qu)決于溶液中溶質(zhi)的(de)電荷(he)。這兩(liang)個因素(su)取(qu)決于溶液pH值。活性(xing)炭表面(mian)(mian)(mian)硫(liu)化(hua)處理在零(ling)充電點(dian)、固(gu)體(ti)紋理性(xing)質(zhi)（基(ji)本比(bi)表面(mian)(mian)(mian)和孔徑(jing)分布）以及(ji)酸堿(jian)表面(mian)(mian)(mian)基(ji)團的(de)數量(liang)(liang)生重要(yao)變(bian)化(hua)。

　　從以(yi)上因素的(de)(de)分(fen)(fen)析可以(yi)解釋活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭的(de)(de)吸附能力和(he)溶液pH依(yi)賴關系。溫度對所研(yan)究固(gu)體(ti)(ti)的(de)(de)吸附性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能沒有顯著影響(xiang)。觀察到(dao)隨溫度的(de)(de)吸附容量的(de)(de)輕(qing)微增加(jia)。這種行為(wei)是由于(yu)當溶質(zhi)分(fen)(fen)子(zi)將溶劑分(fen)(fen)子(zi)取代(dai)到(dao)固(gu)體(ti)(ti)表面(mian)時的(de)(de)能量變化(hua)(hua)(hua)。　*后(hou)得出結(jie)論，硫酸表面(mian)處(chu)理對活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭的(de)(de)多(duo)孔(kong)結(jie)構和(he)表面(mian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)質(zhi)有重要變化(hua)(hua)(hua)，達到(dao)*高吸附水(shui)平。二硫化(hua)(hua)(hua)碳(tan)的(de)(de)硫化(hua)(hua)(hua)處(chu)理也在固(gu)體(ti)(ti)、編織(zhi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和(he)表面(mian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)質(zhi)等方面(mian)發生了重要變化(hua)(hua)(hua)。在這種情況下，由汞吸附的(de)(de)有利表面(mian)化(hua)(hua)(hua)學(xue)物(wu)質(zhi)平衡減(jian)少了表面(mian)積和(he)孔(kong)體(ti)(ti)積，使(shi)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭優(you)于(yu)未經(jing)處(chu)理的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)炭。