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活性炭吸附鎳和鋅

來源：韓研活性炭網(wǎng) 作者：韓研活性炭網(wǎng) 2018-04-04

　　活性炭吸附鎳和鋅，通過在500℃下碳化30分鐘從農(nóng)作物廢棄纖維制備活性炭。隨后用氯化銨活化。活性炭的特征是pH值，體積密度，灰分含量，表面積和表面積。使用一定范圍的金屬離子濃度研究活性炭對鎳和鋅的平衡吸附。去除效率的差異可以用金屬離子的水合能來解釋。吸附劑水界面處金屬離子的金屬離子濃度范圍的分配系數(shù)高于連續(xù)相中的濃度。

　　重金屬是持久性污染物，傾向于積聚在環(huán)境中。由于其毒性，累積行為和對人類健康的影響，重金屬污染已成為越來越令人擔(dān)憂的問題。工業(yè)和礦業(yè)廢水中這些重金屬的去除近年來受到了很多關(guān)注。通常應(yīng)用的兩種去除技術(shù)沉淀和離子交換需要使用昂貴的化學(xué)品和/或合成樹脂。在過去幾年中，吸附已被證明是一種經(jīng)濟(jì)上可行的用于去除廢水中金屬離子的替代方法。最近，通過使用活性炭的吸附技術(shù)對廢水進(jìn)行了重點(diǎn)處理。許多實(shí)驗(yàn)證明農(nóng)副產(chǎn)品制成活性炭的發(fā)展。在繼續(xù)研究農(nóng)副產(chǎn)品在生產(chǎn)用于環(huán)境污染監(jiān)測和控制的活性炭生產(chǎn)中的潛在應(yīng)用方面，我們報(bào)告了使用從一些農(nóng)作物廢棄纖維獲得的活性炭從水溶液中去除鎳和鋅。

　　材料和方法

　　從纖維制備活性炭：將纖維洗滌粉碎并在150℃烘箱干燥以去除水分和研磨物。將細(xì)磨的纖維與NH4Cl 的水溶液混合。將混合物在100mL燒杯中煮沸2-3小時(shí)，并將得到的糊狀物在烘箱中在110℃下干燥3-6小時(shí)。干燥的樣品在氮?dú)庀略诠苁綘t中在500℃碳化45分鐘。冷卻至室溫后，樣品用稀鹽酸洗滌，然后用蒸餾水除去活化化學(xué)品。將活性炭置于烘箱中過夜，在110℃下干燥。

　　制成的活性炭pH測定的表征：通過將1.0g樣品浸入100mL蒸餾/去離子水中并攪拌1小時(shí)來測定碳的pH。

　　堆積密度：活性炭的堆積密度由流動(dòng)程序確定。

　　總表面電荷的測定：總表面電荷的測定結(jié)果表示為每克樣品過量OH-中和的mmol H +。

　　表面積測定： 活性炭的表面積由碘吸附法確定。通過用標(biāo)準(zhǔn)硫代硫酸鹽溶液滴定空白來估計(jì)從水溶液中吸附的碘的量，并與含有樣品的碘滴定進(jìn)行比較。

　　金屬離子的吸附：通過用蒸餾水/去離子水稀釋金屬離子的儲(chǔ)備溶液(10mmol L -1)制備一系列金屬離子溶液(0.5-2.5mmol L -1)。將1克活性炭在100毫升金屬離子溶液中攪拌2小時(shí)。在實(shí)驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)記錄漿液的pH值。用原子吸收分光光度計(jì)測定殘余金屬離子濃度。計(jì)算活性炭上吸附的金屬離子的量作為初始濃度與平衡濃度之間的差值。

　　活性炭的特性：研究了由纖維制備的活性炭和非活性炭的物理化學(xué)性質(zhì)。這些屬性在表1中給出。這些結(jié)果與商業(yè)活性炭的數(shù)據(jù)相比有利。表面積是設(shè)計(jì)用于從液體介質(zhì)吸附化合物的活性炭的一個(gè)最重要的特征。活化的纖維碳的表面面積被發(fā)現(xiàn)是835.77m2 g–1，這與商業(yè)活性炭，其是約850-1000m2 g–1相比是有利的。大表面積通常是良好吸附劑的要求。激活和非活性炭的表面積被發(fā)現(xiàn)是835.77和602.8m2 g–1分別。這表明化學(xué)活化增加了纖維碳的表面積。鍵合到碳表面的基本基團(tuán)的類型和凈電荷對于理解離子分子活性炭上的吸附機(jī)制是重要的。活性炭的總表面電荷與某些商業(yè)級活性炭的報(bào)告值相當(dāng)。

　　活性炭吸附量：表2結(jié)果表明，NH4Cl的化學(xué)活化增加了碳的活性。結(jié)果還表明，Zn2+吸附在活性炭和非活性炭上的量高Ni2+。在給定的平衡濃度下金屬離子吸附量的差異可以根據(jù)它們的離子半徑，水合能，離子遷移率和擴(kuò)散系數(shù)來解釋。水合能是一個(gè)重要的參數(shù)，因?yàn)榻饘匐x子的水解通過用羥基置換內(nèi)配位球中的水配體而發(fā)生。吸附可能直接與水解之前外水合球的損失有關(guān)。根據(jù)這些參數(shù)，Zn 2+ 會(huì)在吸附過程中導(dǎo)致更高的程度。其他使用各種原料的工人也有類似的傾向。

　　由農(nóng)作物纖維制備的活性炭已經(jīng)用于在初始金屬離子濃度范圍內(nèi)吸附Ni2+和Zn2+。從結(jié)果中，發(fā)現(xiàn)金屬離子的吸附容量為：Zn2+>Ni2+。這一結(jié)果表明，這種纖維是一種無商業(yè)價(jià)值的農(nóng)業(yè)副產(chǎn)品，可用于清除水性廢水中的金屬離子。因此，通過這一過程，用于常規(guī)污水處理的商業(yè)活性炭或其他化學(xué)品所花費(fèi)的資金要少很多并且難呢過有效利用廢物。

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