活性炭的改性及其對模擬酚污染原水的處理研究.pdf

1、酚類物質(zhì)是水環(huán)境污染的典型代表，其中以苯酚的毒性最強，常導(dǎo)致水體惡臭，飲用水異味，嚴(yán)重影響飲用水的質(zhì)量。據(jù)國家環(huán)保部首個全國性大規(guī)模研究表明，我國仍有2.8億居民的飲水安全得不到保障，飲用水異味事件頻發(fā)，嚴(yán)重影響居民日常生活?；钚蕴渴俏椒ㄌ幚砗拥任⑽廴舅钣行?，使用最廣泛的吸附劑，但在實際應(yīng)用中常受到限制。因此，尋找合適的活性炭材料，改善傳統(tǒng)的活性炭吸附技術(shù)，確定活性炭與特定污染物之間的吸附關(guān)系，可為活性炭在實際運用中提供強有力的理

2、論依據(jù)。本文從椰殼、果殼和木質(zhì)三種材質(zhì)活性炭中選擇適合的活性炭材料，通過改性處理獲得對苯酚具有最好吸附能力的改性活性炭，選擇苯酚作為酚類物質(zhì)的代表，通過批次試驗，研究改性前后活性炭吸附苯酚的影響因素，繼而從等溫線、熱力學(xué)、動力學(xué)以及粒子內(nèi)擴散等方面分析了苯酚的吸附機制，最后采用堿液再生的方法對吸附飽和的活性炭進(jìn)行再生，實現(xiàn)活性炭的重復(fù)利用。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在活性炭吸附苯酚的過程中，活性炭材質(zhì)的選擇至關(guān)重要。在木質(zhì)、果殼

3、、椰殼3種活性炭中，由于椰殼活性炭具有較大的比表面積和發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，對苯酚具有最好的吸附能力。⑵氮氣環(huán)境下高溫改性是獲得堿性活性炭最有效的方法，可消除活性炭表面酸性含氧官能團(tuán)；有利于活性炭比表面積的增加和孔結(jié)構(gòu)的形成，表面堿性和pHpzc值增加，π-π色散作用力增強，促使活性炭對苯酚的吸附能力顯著增強。改性最佳條件為氮氣環(huán)境下850oC處理1h。⑶苯酚在椰殼活性炭上的吸附過程符合偽二級動力學(xué)方程，吸附由膜擴散、顆粒內(nèi)擴散和表面吸附3個

4、階段組成。吸附過程為Langumir吸附，苯酚以單分子層的形式吸附在椰殼活性炭的表面。在15、25和35oC下，改性處理后椰殼活性炭對苯酚的最大吸附量分別由原來的123.46、111.11和103.09 mg/g增加到192.31、178.57和163.93mg/g。⑷苯酚在椰殼活性炭上的吸附是自發(fā)的、放熱的熵減型反應(yīng)，吸附過程屬于物理吸附。活性炭對苯酚吸附的最適 pH范圍為6~8，苯酚的去除能力隨活性炭用量的增加而增強，隨苯酚初始濃度