对铅离子的吸附速率非常迅速
,
吸附平衡时间仅需要
5 min ;
氧化
改性后
ACF
在较宽的
p H
值范围内保持着对铅离子较高的吸附
性能 。杨骏
[ 7 ]
采用两种煤质活性炭研究了其对不同浓度铅离子
溶液的吸附
,
应用固定床吸附动力学模型
, Marquadt
方法非线性
回归固定床吸附流出曲线
,
获得了铅离子在活性炭上的扩散传质
系数 。结果发现
,
孔扩散系数强烈地依赖于铅离子入口浓度
:
随
着入口浓度的升高
,
孔扩散系数变小 。随后用上述扩散系数理论
预测了其他操作条件下的流出曲线
,
结果表明实验曲线与理论预
测曲线能很好地相符
,
动态法能可靠地获取固液吸附过程的吸附
及扩散系数 。张建策
[ 8 ]
以
Pb
2 +
为例
,
对活性炭去除水中重金属
的性能与机理进行了探讨
,
并研究了水中
Ca
2 +
的存在对活性炭
吸附重金属的影响
,
实验表明
:
经硝酸深度氧化的活性炭可显著
增加
Pb
2 +
吸附量
,
水中的
Ca
2 +
和
Mg
2 +
对吸附影响不大 。主要原
因可能是
Pb
2 +
的水合半径要小于
Ca
2 +
,Mg
2 +
等离子的水合半径
而被活性炭优先吸附所致 。
5 处理含锌废水
锌污染主要来自于电镀工业和冶锌工业
,
水体中过量的锌会
造成环境污染
,
影响人类健康 。木冠南
[ 9 ]
提出用氧化 —负离子化
法处理活性炭
,
以表面酸度表征表面含氧基团的量
,
探讨了活性
炭对
Zn
2 +
及其配合物的吸附特性 。活性炭自溶液中吸附无机离
子以静电吸附为主
,
其吸附量主要取决于炭表面的含氧带电基团
的量和电荷数 。氧化 —负离子化法处理活性炭
,
外加适当的高价
负离子
,
选择适合的配体均能显著提高低
p H
区内活性炭对无机
阳离子的吸附能力 。石太宏等对活性炭吸附
Zn
2 +
的热力学及其
机理进行了研究
,
测定了不同温度下的吸附等温线 。在稀溶液中
吸附
Zn
2 +
符合
Langmuir
模型
,
活性炭表面存在含氧官能团的吸
附活性中心 。由于吸附水合
Zn
2 +
与炭表面含氧官能团之间相互
作用
,
导致水分子的脱附及
H
+
的产生
,
使其热力学函数Δ
S
0
增
加 。石太宏研究了在不同
p H
、
浓度 、
离子强度和配合剂的条件
下
,
活性炭自溶液中吸附
Zn
2 +
及其配合物
Zn
2
ED TA
的特性 。活
性炭在配合体系中吸附
Zn
2 +
不同于简单
Zn
2 +
的吸附
,
简单
Zn
2 +
的吸附主要是以静电吸附的机理进行
,
而在配合物体系中
,
可能
在活性炭
/
水界面上发生配位吸附作用 。徐艳丽等研究了未处理
炭和氧化 —负离子对锌离子的吸附
,
发现未处理炭对锌离子的吸
附符合
Langmuir
吸附等温线 。无论处理炭还是未处理炭其吸附
量均受溶液
p H
值的影响
,
氧化 —负离子炭对锌离子的吸附要好
于未处理炭
,
说明氧化后活性炭表面含氧基团增多
,
有利于对
Zn
2 +
的吸附 。
6 对锰的吸附
张克荣
[ 10 ]
等研究了活性炭对
Mn
2 +
的吸附作用及环境条件因
素对吸附作用的影响 。实验结果表明
,
活性炭对锰具有很强的吸
附作用并明显依赖于溶液
p H
值
,
该吸附具有一定选择性
,
吸附作
用符合
Freundlich
吸附等温式
,
吸附方式符合表面络合吸附模式 。
7 对汞的吸附
秦树林
[ 11 ]
采用硫化反应 、
混凝沉淀及活性炭吸附工艺
,
对节
能灯行业的含汞废水进行试验研究 。结果发现
,
对
Hg
2 +
浓度为
1. 6 mg/ L
的原水
,
将废水
p H
值控制在
7
～
8 , FeS , PAC
及活性炭
投加量分别为
1. 5 mg/ L ,50 mg/ L
和
60 mg/ L
时
,
出水
Hg
2 +
浓度
为
8
μ
g/ L ,
去除效率达到
99. 5 %
。
8 处理混合重金属离子废水
J . P. Chen
等对同时存在
Cu
2 +
, Zn
2 +
, Co
2 +
的废水进行吸附
实验
,
发现
Zn
2 +
和
Co
2 +
的存 在 不影响 对
Cu
2 +
的 吸 附
,
但由于
Cu
2 +
的 存 在
,
对
Zn
2 +
和
Co
2 +
的 吸 附 量 将 减 少 。
J . P. Chen
和
X. Y. Wang
对含
Cu
2 +
,Zn
2 +
,Pb
2 +
的废水进行研究
,
结果显示
,
去
除量
: Cu
2 +
> Zn
2 +
> Pb
2 +
,
离子强度的增大可轻微地提高
Cu
2 +
的去除率
,
而对
Zn
2 +
的去除率没影响 。当加入
ED TA
后
,Cu
2 +
,
Zn
2 +
的去除率 显著 提高
,
而 此时增 加 离子强 度
,
将降 低
Cu
2 +
,
Zn
2 +
的去除率 。
K. Kadirvelu
等用椰壳炭处理
Hg
2 +
,Cd
2 +
,Ni
2 +
,
Cu
2 +
废水
,
对其进行了研究 。
V. Gomez
2
Serrano
等用热处理和硫
化过的活性炭吸附废水中的
Hg
2 +
, Cd
2 +
, Pb
2 +
,
结果显示
p H
值
是影 响 吸 附 的 一 个 重 要 因 素 。张 克 荣 等 研 究 了
Cu
2 +
, Zn
2 +
,
Fe
3 +
,Mn
2 +
在活性炭上的吸附作用
,
以及环境条件对吸附作用的
影响 。实验 表 明
:
它 们在活 性 炭上的 吸 附 强 度 顺 序 为
Fe
3 +
>
Cu
2 +
> Zn
2 +
> Mn
2 +
。所试离子除
Fe
3 +
以部分
FeO H
2 +
形式被吸
附外
,
其他均主要以离子形式与活性炭颗粒直接键合而被吸附 。
它们的吸附作用符合表面络合吸附模式
,
以简化络合反应模式计
算出的表面络合形成条件稳定常数大小顺序与实验结果一致 。
陈芳艳
[ 12 ]
以活性炭纤维作为去除水中镉 、
镍 、
铜三种重金属离子
的吸附剂
,
考察了振荡时间 、
水样
p H
对吸附效果的影响 。结果表
明
:
吸附效率随着振荡时间的延长
,p H
的增大而升高 。三种重金
属离子在活性炭纤维上的吸附可用
Langmuir
和
Freundlich
模式较
好地描述 。吸附形式呈单分子层且易于进行
,
且吸附剂易于再生
,
因此活性炭纤维可作为去除水中离子态重金属的优良吸附剂 。
综上分析可知
:
活性炭吸附法在重金属去除领域具有广阔的
应用前景 。今后研究的重点应为制备新型高强度活性炭
,
并通过
物理化学方法改善其表面性质
,
从而进一步增加活性炭的吸附容
量与吸附速率
;
同时应加强吸附饱和活性炭再生技术的研究
,
以
有效降低成本 。
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・
4
5
1
・
第
33
卷 第
14
期
2 0 0 7
年
5
月
山
西
建
筑