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1、.第20卷第5期環(huán)境化學(xué)Vol.20,No5m】犯r12(Xjl年9月ENVIRONMENTALCHEMISI衛(wèi)YSePte201)改性活性炭對有機物的吸附性能范延臻王寶貞王琳余敏,,(哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱50[X)1)摘要.研究了表面改性對活性炭,吸附各種有機物性能的影響研究發(fā)現(xiàn)硝酸氧化可顯著增加活性炭表面酸性基團的含量,提高了活性炭的表面親水性,降低pll陀.值,并造成活性炭的結(jié)構(gòu)塌陷,因而對活性炭吸附水中的苯酚、、和比表面積的減少苯胺腐殖酸、氯仿、四氯化碳等有機物的性能產(chǎn)生明顯影響.以去除水中
2、有機污染物為目的的活性炭表面改性的方向應(yīng)為:減少表面內(nèi)醋基及竣基等含氧官能團的含量,增加活性炭表面的疏水性.,,.:活性炭改性硝酸,吸附,有機物關(guān)鍵詞活性炭特別是粒狀活性炭(AC、、C)為去除水中有機物嗅特別是合成有機物(soC)的有效手段[‘〕.美國環(huán)保署(uSEP八)飲用水標準的64項有機污染物指標中,有51項將以c列為最可行的技術(shù)(BAT)側(cè).因此,進一步的研究應(yīng)著眼于如何更有效地利用GAC.有機物分子與炭表面間的化學(xué)相互作用有可能相當顯著,甚至超過物理相互作用陳4〕.這種相互作用是三個因子的
3、函數(shù)圖:(l)目標分子的分子結(jié)構(gòu):(2)活性炭的表面化學(xué);(3)溶液化學(xué).本文主要是通過活性炭的表面改性困,研究影響活性炭吸附,,,的化學(xué)因素為活性炭的活化和表面改性提出方向為活性炭的選型提供依據(jù)從而有效地利用活性炭.1實驗部分1.1活性炭對苯酚的吸附性能.,在pH二701mo一’(0卜1的中性磷酸緩沖液)比較不同活性炭對苯酚的吸附量將.·一,,0109活性炭加人到10血lomgl’的苯酚溶液中在搖床中25℃下振蕩24h后用紫外270nl比色的方法測定苯酚的含量.1.2活性炭對苯胺的吸附性能在不同p
4、H(為2.1,3.5,7,12)比較不同活性炭對苯胺的吸附量,將0.109活·一,,性炭加入到lll’的苯胺溶液中在搖床中25℃下振蕩24h后用紫外odomg一一一,l)國家九:刃03五攻關(guān)課題腸期0302活性炭的表面改性n:5期范延臻等改性活性炭對有機物的吸附性能.,pH一la287nl比色的方法測定苯胺的含量小于7的在測定前先用lmo卜l的N0H調(diào)pH大于7.1.3活性炭對三氯甲烷和四氯化碳的吸附性能.pH=70ol卜1一’的中性磷酸緩沖液)比較不同活性炭對三氯甲烷和在(mo四氯化碳,.’··0
5、91一‘一’的吸附量將10活性炭加入到10時0鴻1的三氯甲烷和5灘l四氯化碳溶液,,中在搖床中25℃下振蕩24h后用氣相色譜儀頂空法測定三氯甲烷和四氯化碳的含量.1.4活性炭對腐殖酸的吸附性能.pH二一’了在7(0olmo卜l的中性磷酸緩沖液)以饑酬為指標比較不同活性炭對腐殖,.·191一’酸的吸附量將00活性炭加入到0蒯高錳酸鉀指數(shù)約為30mgl的腐殖酸溶液中,在搖床中25℃下振蕩24h后,測定紫外254nl處吸光度.1.5活性炭對NOM的吸附性能在pH二7.01mo卜一‘(0l的中性磷酸緩沖液)
6、以UV254為指標比較不同活性炭對有機,.·,019一‘物的吸附量將0活性炭加人到10而高錳酸鉀指數(shù)約為smgl的松花江水中在搖床中25℃下振蕩24h后,測定紫外25.4nl處吸光度2結(jié)果和討論2.1對苯酚的吸附圖1為相同條件下不同活性炭對苯酚的吸附性能對比.由圖1可見,盡管活性炭的比表面積相差并不是很大,但吸附性能存在很大的差異.特別是通過濃硝酸氧化改性,一,后ICTm5基本喪失了對苯酚的吸附性能經(jīng)N玩改性以后對酚的吸附性能有所恢復(fù).由于苯酚為弱酸,在中性條件下表現(xiàn)為帶少量負電荷,而活性炭經(jīng)硝酸氧
7、化以后,,,表面的梭基等酸性基團的含量增加炭表面在中性條件下亦呈負電性(pH,小于7)由于負電荷間的排斥作用,使得活性炭對苯酚的吸附能力顯著降低.從另一角度來看,,,活性炭表面酸性的提高使得炭表面的親水性增加這也不利于活性炭對以疏水性為主的苯酚的吸附.由此可見,活性炭的表面化學(xué)特性嚴重地影響了活性炭的吸附性能.120l以)圖1不同活性炭對苯酚的吸附80升....一~,,百卜,nl,叼rJ0原水1ICTml2ICD231口3、叮叨日,‘O0n...一l,11卜,nl,4IClh礴51《刃56ICr6.
8、..一,、一,,,7GH168GH119GA10Il4x口Cf40...1,,1(;ACS12ZJ巧13GAc7.(10111213IA甲toftivatcar場”瓏玩ionnhenolonaced編號,,同時活性炭的物理特性(比表面積等)也對活性炭的吸附性能產(chǎn)生影響氧化使,,得炭的比表面積減少也使得活性炭對酚的吸附性能下降但物理特性的影響似乎沒有446環(huán)境化學(xué)20卷.一r一,,化學(xué)特性的影響顯著比如ICTm4ICl、115相比比表面積極相差并不十分大孔徑與,,分布也
