改性活性炭的制備及其對(duì)金吸附性能的研究.pdf

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1、2014年7月巖礦測(cè)試V01．33．No．4July2014R0CKANDMINERALANALYSIS528—534文章編號(hào)：0254—5357(2014)04—0528—07改性活性炭的制備及其對(duì)金吸附性能的研究郭林中，韋瑞杰，王海潮，魏建錄(河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院，河南信陽(yáng)464000)摘要：活性炭因具有良好的吸附性能而得到廣泛應(yīng)用，但其吸附能力有限。本文采用氟化氫銨和不同濃度硝酸(0～80％硝酸)對(duì)活性炭進(jìn)行表面改性處理，利用掃描電鏡(SEM)、傅里葉變換紅外光譜法(Fr—IR)、BET氮吸附法、Boehm滴定法對(duì)改

2、性前后活性炭進(jìn)行了表征分析，并比較了改性前后的活性炭對(duì)An(III)的吸附效果。結(jié)果表明：隨著硝酸濃度的增加，改性活性炭的灰分、平均比表面積、孔隙容量、吸附孔徑均有不同程度的降低，發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)受到影響，表面性能降低不利于增加其吸附容量；但表面含氧官能團(tuán)羥基、羧基數(shù)量均明顯增加，活性炭的極性、親水性、催化性能、表面電荷和骨架電子密度發(fā)生改變，對(duì)金屬離子的吸附選擇性和吸附能力有所提高。20％硝酸改性活性炭的平均比表面積、孔徑容量、吸附孔徑減小程度較低，酚羥基含量和含氧官能團(tuán)總量分別卻增加了168．3％、109．1％；用于吸附Au(IlI)的回收率

3、可達(dá)99．1％，較未改性的活性炭提高最大，金測(cè)定值的精密度好(相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為0．6％一1．4％)，準(zhǔn)確度高。表征分析表明，改性活性炭對(duì)金的吸附是表面物理吸附和官能團(tuán)化學(xué)吸附并存的過程，而且官能團(tuán)化學(xué)吸附起主要作用。關(guān)鍵詞：活性炭；改性；金；吸附性能中圖分類號(hào)：0614．123文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，黃金的需求量越來越大，常比表面積越大、孔隙越多、表面官能團(tuán)越豐富，其而金礦石的特性決定著在應(yīng)用吸附工藝回收時(shí)，必吸附能力越強(qiáng)J。但是普通活性炭的比表面積小、須使用吸附容量大和選擇性好的吸附劑提高金的回孔徑分布不均勻和吸附選擇性能差，故普通活

4、性炭收率¨。分析近年來金的富集分離方法的進(jìn)展情需要進(jìn)一步的改性以滿足實(shí)驗(yàn)和工程需要?；顩r可以看出，新的富集分離方法(如泡沫塑料富集性炭化學(xué)改性就是用一定的化學(xué)方法處理活性炭，分離法、離子交換纖維素富集分離法)雖然經(jīng)近年使其孔隙密度、孔徑分布以及表面官能團(tuán)的性質(zhì)和的開發(fā)和研究，在生產(chǎn)中得到了一定范圍的應(yīng)用，但數(shù)量發(fā)生變化，增大其比表面積、增多孔隙、增加官是由于傳統(tǒng)的富集分離方法，尤其是活性炭提金方能團(tuán)數(shù)量，提高吸附性能。法具有工藝流程簡(jiǎn)單、金回收率高、投資省、成本低活性炭自身特性決定其對(duì)金具有良好的吸附性和占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，仍然在目前黃金分析測(cè)定

5、中能，由于不同廠家生產(chǎn)活性炭所用的原料及處理方發(fā)揮著重要作用。法的不同，影響活性炭的質(zhì)量、結(jié)構(gòu)和性能，因此對(duì)活性炭是一種具有發(fā)達(dá)孔隙結(jié)構(gòu)、廣大比表面金的吸附性能也不同，但吸附能力有限。目前，活性積和優(yōu)良吸附性能的含碳物質(zhì)，它主要由碳元素組炭提金的研究大多集中在活性炭的不同原料來源，成，同時(shí)也含有氫、氧、硫、氮等元素，以及一些無(wú)機(jī)包括木質(zhì)活性炭、果殼活性炭、獸骨活性炭、礦物原礦物質(zhì)?；钚蕴孔鳛槲絼┚哂泻艽蟮膬?yōu)越性，料活性炭等I9J。因F一有較強(qiáng)的電負(fù)性能吸附一其吸附特性取決于它的孔隙結(jié)構(gòu)及其表面化學(xué)性部分金屬離子和雜質(zhì)¨，有效去除活性炭表面雜質(zhì)

6、質(zhì)，表面結(jié)構(gòu)特性包括比表面積和孑L徑大小分布，通且經(jīng)硝酸改性后可增加表面官能團(tuán)種類和數(shù)量，增收稿日期：2013—12一l1；修回日期：2014—02—18；接受日期：2014—05—06作者簡(jiǎn)介：郭林中，助理工程師，從事巖礦分析測(cè)試工作。E—mail：ybbssklO0@126．corn。第4期郭林中，等：改性活性炭的制備及其對(duì)金吸附性能的研究第33卷強(qiáng)活性炭的吸附能力。鑒于此，本文作者根據(jù)目前以上所得活性炭粉分別取50g，加入100mL不同濃大部分地質(zhì)、黃金礦山、冶煉等金檢測(cè)單位實(shí)際情度的硝酸，在15～20~(3室溫條件下浸泡12h，過濾，況

7、，采用氟化氫銨溶液與強(qiáng)氧化劑硝酸在常規(guī)條件用蒸餾水反復(fù)沖洗至濾液的pH為中性。接著放人下對(duì)活性炭進(jìn)行浸泡處理，運(yùn)用現(xiàn)代分析方法，如掃100~C干燥箱烘干，再轉(zhuǎn)移至200qC馬弗爐中1h恢描電鏡(SEM)、傅里葉變換紅外光譜法(FI’一IR)、復(fù)其活性，待冷卻后，干燥保存待用。BET氮吸附法對(duì)活性炭改性前后進(jìn)行表征，研究了上述用20％、50％、80％硝酸處理的活性炭，樣活性炭改性前后的比表面積、孔徑容量、吸附孔徑、品分別標(biāo)記為20％一AC、50％一AC、80％一AC。未含氧官能團(tuán)變化。并通過吸附實(shí)驗(yàn)考察改性活性炭經(jīng)改性處理的活性炭，樣品標(biāo)記為O％

8、一AC。對(duì)金吸附性能的影響，對(duì)其機(jī)理進(jìn)行了初步探討，以1．3．2活性炭改性前后表征期為硝酸改性活性炭提取金的實(shí)際應(yīng)用提供理論(1)灰分含量測(cè)定依據(jù)。依