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活性炭表面改性对水溶液中汞离子吸附行为的影响

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【中文关键词】活性炭  椰壳活性炭  汞离子吸附  
【摘要】活性炭的表面化学性质对重金属的吸附性能具有较大的影响,采用椰壳活性炭为原料,研究了不同的处理方法对活性炭表面性质的影响及活性炭的处理方法对水溶液中汞离子吸附性能的影响。
【部分正文预览】

活性炭作为一种有效的吸附剂,已经被广泛应用在污水处理等领域,因为它具有发达的孔结构[1]。活性炭吸附溶液中的金属离子主要是通过离子交换、静电作用力和活性炭表面基团的配位作用等,因此活性炭的比表面积、孔径分布、孔体积、表面电荷和表面官能团等因素都会直接影响其对金属离子的吸附[2]。通过特定的化学改性方法来调变活性炭的表面性质,增加活性炭表面的亲水性,改进活性炭离子交换性质,提高其对特定物种的吸附力,从而使其具有更强的污水处理能力[3]。通过气相或液相氧化处理,可以增加活性炭的表面含氧基团,这是目前对活性炭进行改性处理最为常用的一种方法[4]。一般认为氧化处理会显著增加活性炭表面的含氧基团,可以增加金属离子的吸附[5-6]。由于工业化的迅速发展,水中重金属的含量不断增加,严重污染了环境。其中汞的污染是较为严重的一种,汞中毒会引起脑损伤,肝肾衰竭和神经学上不可恢复的伤害,环境中的汞主要来自于煤炭燃烧的产物和氯碱工业的排出物等[7-8]。水源中汞的去除一般采用凝固法、化学沉淀法、离子交换法、可逆渗透法、吸附法等[9]。在这些方法中,采用活性炭作为吸附剂,去除水源中的汞是最有效和廉价的方法。本文对椰壳活性炭进行氢气高温处理后,进一步采用硝酸液相氧化处理以引入含氧基团,研究了活性炭的处理方式对水溶液中汞离子的吸附性能的影响。

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