花生壳活性炭对水中荧光素钠的吸附及动力学

H3PO4活化花生壳炭(750℃)为吸附剂,荧光素钠为吸附质.考察了炭化温度、投加量、pH、离子强度、吸附时间以及初始浓度对花生壳活性炭吸附荧光素钠的影响.重点研究了花生壳活性炭对荧光素钠的等温吸附特征,并利用准一级、准二级动力学模型和颗粒内扩散方程对花生壳活性炭吸附荧光素钠的动力学过程进行了分析.结果表明,本实验条件下,Langmuir等温吸附模型能很好地描述花生壳活性炭对荧光素钠的吸附效果,吸附强度因子a为正值,表明吸附过程在本实验条件下可自发进行.通过带入实验数据校对得出准二级动力学方程能更好地描述花生壳活性炭对水中荧光素钠的吸附动力学过程.     

活性炭纤维对水中微囊藻毒素的吸附性能

利用活性炭纤维对水中微囊藻毒素MC—LR的吸附,研究了吸附过程的热力学与动力学特性。结果表明,活性炭纤维对MC—LR的平衡吸附量在相同温度下随MC-LR初始浓度的增加而显著增大,并随着温度升高而增加,最大吸附量达246μg／g。不同温度条件下,活性炭纤维对MC-LR的吸附均较好地符合Langmuir等温吸附模型。通过热力学分析发现,△H=15．7kJ／mol、△G〈0、△S〉0,表明该吸附是自发的、吸热的过程,温度升高有利于吸附反应。动力学研究表明,该过程符合一级动力学方程。吸附反应速率受颗粒内扩散和液膜扩散共同影响。活性炭纤维经再生后,平衡吸附量变化较小,具有良好的重复使用性能。     

花生壳活性炭对水溶液中Cr(Ⅵ)的吸附性能

为提高花生壳对Cr(Ⅵ)的吸附性能,采用ZnCl2对花生壳进行改性,制得花生壳活性炭。通过批次吸附实验,考察了花生壳活性炭投加量、pH值、吸附时间等因素对Cr(Ⅵ)的吸附性能影响,同时,对吸附动力学、等温吸附特征和热力学进行了系统研究。结果表明,当吸附剂投加量为0.2 g时,在Cr(VI)初始浓度为20 mg/L、pH值为2.0条件下,吸附反应180 min后,花生壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附率可维持在94.13%以上。吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温吸附模型;由吸附热力学方程计算得到吸附焓变(ΔH)>0,吸附自由能变(ΔG)<0,吸附熵变(ΔS)>0,表明花生壳活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附过程是吸热和自发的。     

活性炭对含铅废水吸附特性研究

采用静态法用活性炭吸附处理含铅废水,考察了活性炭对含铅废水的吸附特性。结果表明:活性炭对铅离子吸附平衡时间为100 m in;吸附等温方程为:Ce/qe=0.4298+0.0594Ce(25℃),该方程符合Langmu ir型吸附模式,不同温度下吸附平衡参数0RL1,表示该吸附为有利吸附。实验数据应用数学模型拟合,二级相关系数R2=0.9998,显示吸附过程动力学与二级动力学模型相关性较好;计算不同温度下各热力学参数:△Hθ大于零、△Gθ小于零,证实该吸附过程是一个自发吸热过程。△Sθ大于零,表明铅离子在固液界面有序性减小、混乱度增大。△Hθ值很小,说明该过程为物理吸附。     

水枝锦活性炭对孔雀石绿的吸附性能研究

以水枝锦为原料,采用磷酸活化法制备成水枝锦活性炭,通过静态实验研究其对孔雀石绿的吸附性能.考察了水枝锦活性炭投加量、接触时间、pH和孔雀石绿初始浓度对孔雀石绿吸附效果的影响.结果表明,在温度为723 K、活化时间为1 h条件下,水枝锦活性炭得率为36.7%,比表面积为1 223m2/g;在298K、孔雀石绿初始质量浓度为250mg/L、接触270min条件下,水枝锦活性炭的最佳投加量为0.5 g/L,适宜pH为7～12;吸附量随温度的升高而增大,提高温度有利于吸附的进行;水枝锦活性炭静态吸附孔雀石绿的动力学行为符合伪二级动力学方程.静态吸附动力学研究为投加粉状活性炭的吸附池的设计和污水处理装置的运行提供基础信息,对于去除水中孔雀石绿技术的应用具有重要的实际意义.     

粉末活性炭对水中氯酚的吸附

2,4-二氯酚、2,4,6-三氯酚、五氯酚是氯酚类污染物的典型代表,鉴于其对人类身体健康的危害和对环境所造成的污染,已被很多国家列为环境优先控制污染物。研究粉末活性炭(PAC)对该3种氯酚的吸附过程以及投炭量、pH值和水质对PAC吸附性能的影响。结果表明:粉末活性炭可以有效去除水中的80%以上的氯酚;吸附行为符合Freundlich吸附等温线和Langmuir吸附等温线;以分子状态存在的氯酚比电离状态更容易被活性炭所吸附。     

表面改性活性炭对水中头孢拉定的吸附性能

为了研究改性前后活性炭对水中低浓度头孢拉定的吸附效果,探讨了投加量、初始浓度、温度、pH值和时间对吸附去除率的影响。结果表明,经Fe(NO3)3溶液改性后,活性炭对头孢拉定的吸附能力得到加强;经Fe(NO3)3溶液浸渍改性获得的活性炭对头孢拉定的吸附,能很好地与Langmuir型等温方程拟合,线性相关数达0.98以上;吸附过程符合二级反应动力学描述,线性相关数达0.998以上。     

赋硫活性炭对Cr(VI)的吸附机理

以商品活性炭(AC)为原料,制备具有含硫官能团的赋硫活性炭(SAC),对比研究了2种活性炭对Cr(VI)的等温吸附及吸附动力学;同时,用付立叶变换红外光谱(FT-IR),拉曼光谱(Raman),X射线光电子能谱(XPS)等分析方法表征吸附前后的活性炭表面官能团的变化。结果表明,赋硫改性使活性炭表面生成了S-S,噻吩,O=S=O等含硫官能团,为吸附Cr(VI)提供更多活性位点。Langmuir吸附模型非线性拟合能较好地描述AC对Cr(VI)的等温吸附,而SAC对Cr(VI)的吸附过程则以Freundlich吸附模型非线性拟合结果更好,准二级动力学模型非线性拟合比较吻合AC与SAC对Cr(VI)的吸附动力学。与AC相比,SAC对Cr(VI)的平衡吸附量在25、35和45℃下分别增加了55.20%、29.16%和85.76%。     

三价铁改性活性炭对水中微量砷的吸附特性

研究了三价铁改性对不同活性炭(颗粒和粉末)对水中砷的吸附特性的影响。结果表明,三价铁改性有效提高了活性炭对不同形态砷的吸附性能。其中,对于2种活性炭,As(Ⅲ)和As(Ⅴ)的最佳铁离子改性浓度分别为0.1和0.05 mol/L。此时,通过Langmuir等温线方程拟合得到:粉末和颗粒活性炭对As(Ⅲ)的最大吸附量qm分别为2.38 mg/g和9.39 mg/g;而对As(Ⅴ)的qm分别为5.12 mg/g和2.32 mg/g。此外,当溶液的pH从3升高到9的过程中,吸附量先增加后有所下降,当pH 为7时,改性前后的活性炭对砷的吸附量达到最高。     

活性炭纤维对氟硅唑的吸附性能

研究了25、30、35℃时氟硅唑在活性炭纤维上的吸附平衡、热力学及动力学特性。结果表明：Langmuir模型能较好地描述氟硅唑的吸附行为,吸附为自发的放热过程,且主要以化学吸附为主;用动力学模型对实验数据进行拟合,结果显示,活性炭纤维吸附氟硅唑更符合准二级动力学模型,随着温度的升高,吸附速率随之降低。     

化学改性活性炭对水中阿特拉津的吸附去除

以5 mol/L HNO3,40%NaOH及5%H2O2对活性炭进行化学改性,采用序批式实验研究了活性炭改性前后对阿特拉津(AT)的吸附平衡特性,并以Langmuir和Freundlich模型对吸附等温线进行了拟合。结合活性炭改性前后孔结构和表面化学的变化特征,探讨了不同改性方法对AT吸附去除的影响效应。结果表明:活性炭经5 mol/L HNO3改性后对AT的吸附性能显著降低;而5%H2O2和40%NaOH改性炭对AT的吸附能力较原炭明显增强,且40%NaOH改性炭的吸附能力大于5%H2O2改性炭。原炭及改性炭对AT的吸附等温线均符合Langmuir模型。HNO3改性炭对AT吸附的降低主要是由于表面酸性基团的增加引起的;H2O2改性炭对AT吸附能力的提高主要是由于比表面积的增大引起的;而NaOH改性炭对AT吸附能力的提高是由比表面积增大和表面碱性基团增加共同作用的结果。几种改性炭和原炭对AT去除率的大小顺序依次为:NaOH改性炭>H2O2改性炭>原炭>HNO3改性炭。     

活性炭在不同浓度NANO_3溶液中对硝基苯的吸附

研究了活性炭在不同浓度NaNO3溶液中对硝基苯的吸附行为,着重考察活性炭对硝基苯的吸附规律。结果表明,活性炭对硝基苯的吸附量大、吸附速度快,其吸附动力学可以用Lagergren伪二级速率方程很好拟合,吸附过程是双速过程;活性炭对硝基苯的吸附等温线符合Langmuir吸附等温式;不同浓度NaNO3溶液,对活性炭吸附硝基苯有很大影响。吸附动力学和吸附等温线实验均表明在低浓度和高浓度的NaNO3溶液中,活性炭对硝基苯的吸附量小于其在无NaNO3溶液中对硝基苯的吸附量,而在中等浓度的NaNO3溶液中,活性炭对硝基苯的吸附量大于其在无NaNO3溶液中对硝基苯的吸附量。     

活性炭吸附处理电镀废水中的EDTA

采用颗粒活性炭对模拟废水中EDTA进行批式吸附实验,在实验中考察了恒温振荡器的振荡速度、温度、pH值等因素对吸附的影响,同时探讨了吸附等温线模型和吸附动力学模型。实验结果表明,在25％时活性炭对EDTA的吸附平衡时间为40h。在pH值为5．0、温度为25℃、振荡器振荡速度为200r／min、活性炭粒径为1～2mm、活性炭加入量为10g／L的情况下,EDTA的浓度在48h内由368．8mg／L降低至76．34mg／L,对应的COD值从305．9mg／L降低为67．21mg／L,去除率达到了79．3％。活性炭对EDTA的吸附符合Langmuir吸附等温线模型,其吸附行为可以用准二级吸附动力学模型来描述。     

颗粒活性炭对水中典型医药类物质的吸附特性

通过静态与动态吸附实验考察了颗粒活性炭对水中4种典型医药类物质降固醇酸（CA）、卡马西平（CBZ）、萘普生（NAP）和双氯芬酸（DCF）的吸附特性。首先在比较木质炭（MAC）和椰壳炭（YAC）对药物吸附效果和表征测试基础上,优选YAC为实验活性炭。静态实验研究发现,当YAC投加量133 mg·L-1,温度25℃和转速150 r·min-1时,CA、CBZ、NAP和DCF的平衡吸附量分别为2.48、3.0、2.74和2.52 mg·g-1,YAC对4种药物的吸附强弱为：CBZ >NAP >DCF >CA;4种药物的吸附均符合假二级吸附动力学模型和Friendlich等温吸附模型,吸附速率受化学吸附、颗粒内扩散、表面吸附和液膜扩散等颗粒外扩散过程的控制;YAC对药物的吸附能力与其pKa、lgKow和水溶液中的存在状态等有关。通过YAC对超纯水溶液、污水厂过滤前后二级出水中4种目标物的去除率比较,发现污水中的离子强度是降低目标物去除率的主要因素,它减弱了目标物与活性炭的静电作用力,而溶解性有机物由于竞争椰壳炭上的吸附点位在一定程度上也降低了其去除率。YAC固定床动态吸附穿透实验表明,YAC对CBZ的吸附性能最强、CA最弱,动态与静态实验结果是一致的。     

3种表面修饰活性炭对水体中磷的吸附

为克服活性炭磷吸附能力有限的问题,使用ZnCl2、十六烷基三甲基氯化铵（CTAC）和Fe/Al（氢）氧化物纳米颗粒分别研究了物理结构法、表面活性剂法和载体法3 种表面修饰方法对活性炭磷吸附能力的影响。实验发现,载体法为3 种方法中最好的修饰方法。对载体法制备吸附剂的材料用量的比较发现,在Fe（III）和Al（III）摩尔比为9 ：1 的条件下,把1.5 g活性炭加入到总浓度为1 mol·L-1的200 mL Fe(III)和Al(III)混合溶液中,形成的纳米Fe/Al（氢）氧化物能够较好地利用活性炭表面,该复合材料1.5AC-Fe/Al在磷平衡浓度约为50 mg·L-1时吸附量达到29.3mg·g-1。该材料表征结果表明,纳米Fe/Al（氢）氧化物颗粒被成功负载在活性炭表面。在酸性条件下,复合材料表面的—H+和—OH2+所引起的静电吸附和配位交换是促进吸附带负电磷酸根离子的原因。     

微波活化中孔酸性生物质炭对亚甲基蓝的吸附行为与机理

以甘蔗渣为原料,采用微波辅助磷酸活化法制备了同时富含中孔结构和含氧酸官能团的生物质炭,以氮气吸附、红外光谱FT-IR等技术对炭样品表面物化性质进行了表征,通过静态实验法测定了生物质炭对水中亚甲基蓝的吸附特性,分析了溶液pH、初始浓度、温度对吸附的影响,研究了不同pH下蔗渣生物质炭对亚甲基蓝的吸附行为,并从热力学及动力学角度探讨了生物质炭对亚甲基蓝的吸附机理。结果表明,不同制备参数下生物质炭的得率均大于39.2%,但表面物化性质因参数变化有较大差异。在浸渍比1∶1,烘干时间10 h,活化功率900 W,活化时间22 min的条件下,制得的生物质炭的比表面积为1 021 m2/g,亚甲基蓝值超过国家一级品标准1.70倍,表面富含微中孔结构和羟基、羰基、羧基等酸性官能团,中孔约占总孔的40%。静态吸附实验表明,溶液初始浓度对吸附有较大的影响,吸附量随初始浓度的增加,pH的升高及温度的上升而增大,Freundlich方程、Redlich-Peterson方程与Temkin方程能较好地描述等温吸附行为;吸附动力学结果表明,数据符合Elovich方程,吸附行为更倾向于化学吸附;热力学研究表明,吸附吉布斯自由能(ΔG0)0,吸附标准焓变(ΔH0)70 kJ/mol,说明该吸附为自发的吸热反应,且化学反应在吸附过程中发挥了重要作用。     

花生壳活性炭对亚甲基蓝的吸附特性

以花生壳为原料,氯化锌为活化剂制备花生壳活性炭,采用高分辨电子扫描电镜(SEM)和氮吸脱附曲线对花生壳活性炭进行了表征.从热力学和动力学的角度,研究了花生壳活性炭对亚甲基蓝溶液的吸附行为.热力学研究表明,花生壳活性炭对亚甲基蓝的吸附符合Langmuir等温吸附方程,该吸附是自发吸热过程,吸附自由能为-52.4017～-95.1765 kJ/mol,吸附熵变为214 J/(mol·K),吸附焓变为57.49796 kJ/mol.动力学研究表明,花生壳活性炭对亚甲基蓝的吸附符合二级反应动力学方程反应特征.     

高温载硫活性炭的制备及脱汞能力研究

研究了载硫温度、硫炭比(简称S/C),吸附温度等因素对载硫活性炭的硫含量、脱汞能力以及硫损失的影响,探讨载硫活性炭制备的工艺条件优化。结果表明,不同载硫温度下制备的载硫活性炭的气态Hg0吸附能力远强于原料活性炭;载硫温度不同时,负载到活性炭孔隙或表面上的硫的形态不同,导致了脱汞能力的差异,较合适的载硫温度为350℃;S/C为5%(质量分数,下同)时,随着吸附温度的升高,载硫活性炭的气态Hg0吸附量降低;在一定的载硫温度下,原料中S/C越高时,制备的载硫活性炭的硫含量越高、气态Hg0吸附能力越强,但其硫损失率也越高,从实际的使用效果来看,较合适的S/C为10%。