活性炭從液體中吸附汞

　　汞是環(huán)境中*有毒的金屬之一?；钚蕴课郊夹g(shù)已經(jīng)存在于汞減排技術(shù)中。活性炭是一種通用吸附劑，被認(rèn)為是去除水中汞的非常有效的替代方法。除其他因素外，固體表面吸附污染物的有效性還取決于溶劑中污染物的化學(xué)電荷和吸附系統(tǒng)pH吸附劑表面的凈電荷。木質(zhì)活性炭一般用作這項工作的吸附劑。硫酸浸漬和二硫化碳兩次硫化，以提高汞捕獲的吸附能力。不同的溫度和溶液pH分批吸附試驗值下。討論了表面化學(xué)和操作條件對吸附能力的影響。

　　但汞是一種重要而有用的工業(yè)材料。汞和汞化合物長期以來一直被用作油墨(辰砂，紅硫化物)中的顏料，作為早期冶金(鍍金銅)和儀器儀表(溫度計，氣壓計)和許多行業(yè)(從其礦石中回收黃金)通過電解鹽水等制造氯和氫氧化鈉)，或存在于它們的廢水中。汞一旦進入食物鏈，這種元素就會在人類和動物中積累，對健康產(chǎn)生許多不利影響。為了防止汞毒性引起的問題，提出了離子交換、吸附、硫化物沉淀、電沉積、溶劑提取和膜工藝等幾種技術(shù)。活性炭吸附被認(rèn)為是從水中去除痕量金屬的可用技術(shù)替代品的經(jīng)濟可行性?；钚蕴渴且环N可從包括工業(yè)活動廢物在內(nèi)的各種原?；钚蕴堪l(fā)現(xiàn)了從水中去除汞的非常有效的替代品。

　　由于溶質(zhì)和溶劑都是固體表面的競爭，因此在液相中吸附是一種復(fù)雜的現(xiàn)象。簡而言之，溶質(zhì)的吸附取決于活性炭吸附劑的分子大小和化學(xué)性質(zhì)，以及其表面化學(xué)性質(zhì)。根據(jù)溶液的組成和pH值，其可以是正的，負(fù)的或中性的。由于優(yōu)先吸附物種的類型和吸附程度可能取決于表面的離子狀態(tài)，這取決于溶液pH值。若流出物pH值不能改變（例如，當(dāng)必須檢測到大量液體或環(huán)境問題時），適當(dāng)?shù)幕钚蕴勘砻娓男钥梢蕴岣呶廴疚锏奈侥芰?。在其他情況下，溶液可以改變pH改善吸附。

　　在過去的幾年里，為了提高活性炭從水介質(zhì)中去除汞的吸附能力，表面改性活性炭的開發(fā)受到了廣泛的關(guān)注。據(jù)報道，硫作為一種有利于汞吸附的元素，因此硫的表面處理應(yīng)該能夠改善汞的吸附。

　　今天，金峰介紹了三種活性炭作為液相中汞吸附劑的比較研究。**種吸附劑是通過水蒸氣物理活化炭化，第二種是硫酸和二硫化碳，以便將硫作為雜原子引入吸附劑表面，第三種是普通活性炭。所有活性炭分批吸附和測量汞，并使用吸附等溫線來比較其性能。

　　如圖所示，為了獲得與零電荷相對應(yīng)的吸附劑點pH質(zhì)量滴定的結(jié)果在值下。本表總結(jié)了所研究吸附劑的酸堿表面基團和pH PZC的結(jié)果。

　　酸堿表面基團的分析表明 與改性固體的結(jié)構(gòu)性質(zhì)相比，使用H 2 SO 4.與活性炭吸附劑相比，硫化處理增加了兩個位點的數(shù)量和表面化學(xué)變化。（酸基：堿基）比表示硫化處理引起的表面化學(xué)變化。

　　與活性炭吸附劑相比，在AC-CS 2吸附劑觀察到表面基團的數(shù)量和類型更重要的變化，這不僅是因為硫化吸附劑的結(jié)構(gòu)變化，而且與表面化學(xué)變化有關(guān)，基本上通過酸堿基團的數(shù)量和（酸基團：堿基團）的比例，基本上不同于未處理的吸附劑。對應(yīng)硫化活性炭pH PZ0值和未處理固體pH PZ0 三種固體和溶液的預(yù)測值明顯不同。pH不同的行為。

　　在固定pH在溫度下對活性炭吸附數(shù)據(jù)的分析表明，*高吸附能力對應(yīng)于AC-H 2 SO 4 吸附劑(k Freundlich參數(shù)的*高值)主要是由于硫酸引起的固體結(jié)構(gòu)性質(zhì)的變化。與活性炭吸附劑相比，硫化處理產(chǎn)生了輕微的表面化學(xué)變化。

　　使用二硫化碳作為硫化劑(與AC和AC-H 2 SO 4 與吸附劑對應(yīng)的相比，不同的1 / n Freundlich參數(shù))產(chǎn)生了更重要的表面化學(xué)變化。改性固體的汞吸附能力高于未經(jīng)處理的吸附劑。這些結(jié)果與相應(yīng)的表面酸和堿基團相一致。

　　活性炭汞溶液吸附研究結(jié)果

　　活性炭是從水溶液中吸附汞的優(yōu)良吸附劑，通過表面化學(xué)改性可以提高其吸附效率。吸附劑容量的提高不僅取決于表面改性，還取決于溶液中溶質(zhì)的電荷。這兩個因素取決于溶液pH值?；钚蕴勘砻媪蚧幚碓诹愠潆婞c、固體紋理性質(zhì)（基本比表面和孔徑分布）以及酸堿表面基團的數(shù)量生重要變化。

　　從以上因素的分析可以解釋活性炭的吸附能力和溶液pH依賴關(guān)系。溫度對所研究固體的吸附性能沒有顯著影響。觀察到隨溫度的吸附容量的輕微增加。這種行為是由于當(dāng)溶質(zhì)分子將溶劑分子取代到固體表面時的能量變化?！?后得出結(jié)論，硫酸表面處理對活性炭的多孔結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)有重要變化，達到*高吸附水平。二硫化碳的硫化處理也在固體、編織性和表面化學(xué)性質(zhì)等方面發(fā)生了重要變化。在這種情況下，由汞吸附的有利表面化學(xué)物質(zhì)平衡減少了表面積和孔體積，使活性炭優(yōu)于未經(jīng)處理的活性炭。