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，溫度對活性炭吸附過程的影響與其吸附熱有關(guān)。因此，活性炭對重金屬的穩(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土壤重金屬遷移轉(zhuǎn)化的影響。