活性炭吸附塔的吸附性能及穩(wěn)定性

 

活性炭的吸附性能與比表面積、孔容、孔徑分布和表面化學(xué)性質(zhì)等孔結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)。比表面積和孔結(jié)構(gòu)影響吸附容量，而表面化學(xué)性質(zhì)影響活性炭與吸附質(zhì)的相互作用，尤其是化學(xué)吸附過程、化學(xué)組成和表面化學(xué)結(jié)構(gòu)。受原料來源和制備條件的影響，活性炭中石墨微晶的平面層上有許多未配對(duì)電子濃度較高的缺陷位點(diǎn)，它們共同構(gòu)成活性炭表面的活性位點(diǎn)。這些活性位點(diǎn)可以吸附其他元素(如氧、氫、氮、硫等)。)形成穩(wěn)定的表面絡(luò)合物，形成官能團(tuán)作為吸附中心，使活性炭具有選擇性吸附***性，如使活性炭對(duì)某些重金屬離子表現(xiàn)出***殊的親和***性。官能團(tuán)的類型和含量對(duì)活性炭的化學(xué)吸附性能起著極其重要的作用。表面官能團(tuán)在活性炭吸附六價(jià)鉻中起著重要作用。鹽酸改性增加了活性炭表面的含氧官能團(tuán)，從而增加了吸附活性點(diǎn)，有利于Cr(VI)的吸附。

氧化處理是活性炭在適當(dāng)溫度下用氧化劑進(jìn)行氧化處理，在其表面引入酸性含氧官能團(tuán)。氧化劑的種類和氧化條件會(huì)引起表面含氧官能團(tuán)數(shù)量的顯著變化，伴隨著孔結(jié)構(gòu)的輕微或明顯變化。

活性炭的孔結(jié)構(gòu)***征主要影響其物理吸附性能，而表面化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)吸附過程中起主導(dǎo)作用。活性炭表面作為活性中心的官能團(tuán)決定了活性炭的表面化學(xué)性質(zhì)。

溫度影響鉻渣中鉻的浸出。從20℃到50℃，鉻渣中TCr的浸出濃度隨著溫度的升高而******增加，70-80℃后略有降低。溫度的升高可以提高鉻的溶解度和鉻渣的浸出率，溫度對(duì)活性炭吸附過程的影響與其吸附熱有關(guān)。因此，活性炭對(duì)重金屬的穩(wěn)定作用是活性炭-重金屬溶液-固體基質(zhì)多相界面吸附與脫附、溶解與沉淀的平衡過程。

重金屬在土壤中以不同的形式存在，具有不同的物理、化學(xué)和生物效應(yīng)，植物對(duì)重金屬的吸收、遷移、轉(zhuǎn)化和積累過程極其復(fù)雜。重金屬的生物活性(生物利用度、生物利用度)是重金屬穩(wěn)定性的反映。選擇對(duì)重金屬離子具有高親和力的物質(zhì)作為土壤改***劑，降低土壤中重金屬的生物有效性，降低其毒性，是修復(fù)重金屬污染土壤的有效方法。目前，關(guān)于生物質(zhì)炭在土壤修復(fù)中的應(yīng)用研究很多。本章選取了一種松樹生物質(zhì)炭，空白背景土壤作為對(duì)照。向含鉻和鉛的土壤中分別添加硝酸鹽氧化活性炭(OAC)和氨改性生物質(zhì)炭(NBC)。以辣椒為指示植物進(jìn)行盆栽試驗(yàn)，觀察辣椒植株的表觀生長(zhǎng)情況，分析根、葉、果實(shí)各器官的生物量和重金屬含量，探討添加兩種木炭對(duì)土壤重金屬遷移轉(zhuǎn)化的影響。