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活性炭吸附法处理含重金属废水

浏览量: 点击次数:44 更新时间:2022-09-14   时间:2022-09-14

表面化学对活性炭的重金属吸附有重要影响。在吸附过程中,活性炭表面或孔道内的官能团可与重金属发生离子交换或螯合等化学作用[10],化学作用因表面官能团种类与性质不同而不同,因此通过引入特定吸附性能的官能团能够有效提高活性炭对特定金属离子的吸附性能[11-13]。研究表明,活性炭类材料表面引入碱性基团使之提供可选择的表面多样性,将促进该类材料满足分离?催化?材料和生物技术等领域更广泛应用的需要[11]。谢国仁等[12]通过乙二胺改性淀粉发现,新型氨基改性淀粉对铅(II)吸附性能有较大提高;高洁等[13]通过二乙烯三胺改性反应成功制备了多胺螯合树脂,研究发现,其在对Cu(II)的吸附上表现出良好的吸附性能;张青梅等[14]成功地将胺基官能团嫁接到树脂表面,使得其对Cd2+?Ni2+ 吸附性能有较大提升。李坤权等[15]研究发现,乙二胺改性能有效增强生物质介孔炭对铅的吸附性能。
  本研究以甘蔗渣为原料?磷酸为活化剂通过一步活化法成功制备高中孔率的生物质活性炭,在此基础上,通过L9(34)正交实验,详细探讨了硝酸浓度?硝酸氧化时间?乙二胺用量和乙二胺改性时间等多胺改性因素对乙二胺改性生物质铅(II)吸附的影响与机制,并根据正交实验数据结果分析了不同条件下乙二胺改性生物质样品对铅(II)的等温吸附特性与机理,将为定向制备高效吸附铅(II)的多胺改性生物质炭材料提供数据支持与理论依据。
 
  1 材料与方法
 
  1.1 试剂和仪器
 
  甘蔗渣?磷酸?硝酸?乙二胺(EDA)?N, N-二环己基炭酞亚胺(DCC)?硝酸铅等化学试剂均为分析纯,涉及用水均为去离子水,主要仪器包括amicus型X射线电子能谱仪(岛津公司),利用德国Bruker公司TENSOR27FT-IR型红外光谱仪扫描60次,作红外谱图;3H-2000Ps2型比表面与孔径分析仪(北京贝士德仪器科技有限公司),火焰原子吸收分光光度计(北京普析通用A3型),智能微波炭材料制备系统(南京宇电自动化科技有限公司)?酸度计(PHS-2C,上海康仪仪器有限公司),集热式磁力搅拌器(DF-Ⅱ型,金坛市金祥龙电子有限公司)等。
 
  1.2 材料的制备
 
  将甘蔗渣日晒?清洗?烘干后用粉碎机粉碎?过50目筛。取20g甘蔗渣于1∶1.5浸渍比(质量比)下在磷酸溶液中浸渍24h,之后将上述浸渍后的料在105℃下烘干6h,再放置于管式炉中,在氮气流保护下,以5℃ /min升温至活化温度500℃,达到活化温度后恒温90min。将活化后的样品用0.1mol/L盐酸粗洗3h,再用热蒸馏水洗至pH>7,烘干之后将活性炭研磨过筛,得蔗渣基中孔生物质炭。该生物质炭的亚甲基蓝值为220mg/g,BET比表面积938m2/g,总孔容为1.49cm3/g,介孔孔隙率为90.7%。


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