活性炭负载催化剂对模拟烟气中单质汞的吸附

通过浸渍法在活性炭上负载催化剂MgCl_2、CoCl_2、MnCl_2对活性炭进行改性,研究了催化剂负载量、吸附温度对活性炭吸附模拟烟气中单质汞的影响。在活性炭表面上添加无机盐MgCl_2、COCl_2、MnCl_2形成各种表面化学基团,从而加快了在炭表面对汞进行的化学吸附行为,提高活性炭的吸附能力和选择性。结果表明,在负载量为5%时,MnCl_2的改性效果最好,吸附效率提高了93%,其次是CoCl_2效率提高了90%。这在于Mn、Co这两种过渡元素价电子层结构为:(n-1)d~(1-10)ns~2,易形成杂化轨道,与单质汞发生氧化还原反应,也可以接受烟气中氧等配体的孤电子对,与活性炭表面的官能团易形成具有独特的催化性能的配合物,这种配合物作为中间产物可对汞的氧化-化学吸附起到配位催化作用,为模拟烟气中单质汞的吸附提供了适宜的反应表面。     

柚皮基活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附作用及影响因素

利用ZnCl_2活化法制备的柚皮基活性炭(GAC)处理含Cr(Ⅵ)废水,研究了pH、投加量、吸附时间、初始浓度和温度对Cr(Ⅵ)吸附的影响。吸附等温实验数据拟合显示,与Freundlich相比,吸附等温线更符合Langmuir和Dubinin-Radushkevich(D-R)方程。25、35和45℃时,GAC的单分子层吸附量分别为119.54、132.80、和145.47 mg/g,吸附自由能分别为9.93、17.72和20.82 k J/mol。吸附动力学研究显示:准二级动力学、颗粒内扩散和Bangham模型可以描述GAC吸附Cr(Ⅵ)的反应过程,吸附以化学吸附为主,过程受膜扩散和颗粒内扩散共同控制。     

碘化活性炭吸附和预富集水体汞的方法

化学处理活性炭对汞等重金属离子具有良好的吸附特性。通过一系列测试获得了碘化和氯化活性炭预富集水体汞的优化方案。对实验室配制汞标准样品的测试表明,碘化和氯化活性炭对汞具有良好的吸附特性,而采样管的内径、活性炭的填充量以及过滤流速均影响活性炭预富集水体汞的效率。采用600mg的碘化活性炭采样管(内径:0.35cm),在水体过滤流速为10r/min(7mL/min)~25r/min(17mL/min)的条件下,碘化活性炭对水体汞的吸附效率可达到95%以上。增加流速和采样管内径以及减少活性炭填充量均会降低活性炭对水体汞的吸附效率。同时进一步测试了碘化活性炭对高汞(万山汞矿区渗滤水,含量范围:37.68~321.57ng/L)和低汞(贵阳市降水,含量范围:2.76~9.98ng/L)等天然水体汞的预富集效率,其预富集效率的平均值分别为96.74%(n=8)和96.09%(n=8)。该研究为采用化学处理活性炭技术预富集天然水体汞以及开展水体汞同位素测试提供了一种全新方法。     

活性炭纤维对铅镉二元离子吸附作用的研究

以活性炭纤维(Activated Carbon Fiber,ACF)为吸附剂,研究吸附剂投加量、时间、初始溶液pH和重金属浓度等影响因素对二元溶液中Pb(II)和Cd(Ⅱ)去除效果的影响。实验结果表明,ACF适应的pH范围宽(3.0～5.6),吸附平衡时间短(2 min),对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附容量随溶液pH增加而增大。在溶液pH为5.6,ACF用量为0.004 g/L时,ACF对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的吸附容量分别为232.4和33.8 mg/g。ACF对Pb(Ⅱ)的吸附满足Freundlich等温吸附模型,对Cd(II)的吸附满足Langmuir等温吸附模型。环境扫描电镜照片显示ACF在吸附铅镉二元溶液后,表面聚集很多细小颗粒物,能量色散X射线光谱仪分析进一步验证颗粒物的主要组成为铅和镉元素,红外光谱分析则表明Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)与ACF的表面官能团结合实现了ACF对废水中Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)的去除。     

载溴活性炭去除烟气中的单质汞

为提高活性炭对烟气中单质汞的吸附作用,利用溴对活性炭进行处理.通过对吸附容量和吸附动力学的测试,研究了载溴活性炭对气体中的单质汞的去除行为.结果表明,载溴可使活性炭对单质汞的吸附量显著增加,并加快对单质汞的吸附速率.实验条件下,当载溴量为0.33%时,活性炭对汞的饱合吸附量可增加约80倍,吸附容量达0.2mg/g;相对吸附系数增加了约40倍.溴负载量越高,吸附强化作用越显著.温度升高,载溴活性炭的吸附能力略有下降,烟气中的二氧化硫对单质汞的吸附速率略有抑制作用.     

活化处理活性炭纤维的表面特性及其汞吸附性能

选用了3种比表面积不同的粘胶基活性炭纤维(ACF-1、ACF-2和ACF-3),并对样品ACF-1进行了浓硝酸和氨水活化处理,获得样品ACF-N和ACF-NH3,最后对这5种ACF样品进行表面特性表征和单质汞的吸附实验.氮分子吸附(77.4K)实验结果表明,ACF-N和ACF-NH3的微孔容积与ACF-1相比有所减小,各样品的微孔(d2nm)分布有一定差异.ACF含有许多不规则的表面微结构,其X射线光电子能谱(XPS)分析表明,ACF-N的含氧官能团(CO、COOH)和ACF-NH3的含氮官能团含量与ACF-1相比均有明显增加.X射线衍射(XRD)分析结果表明,ACF-2和ACF-3的石墨化程度和晶体化程度较ACF-1有所提高.汞吸附实验表明,由于受到ACF表面微结构的影响,微孔容积与吸附能力之间并非简单的依附关系,增加含氧、含氮基团含量在一定程度上能提高ACF的汞吸附容量.     

活性炭对汞的吸附作用

作者利用实验室装置研究了活性炭对元素汞(Hg°)的吸附比率和作用原理。三种类型的活性炭,其中两种是热处理活性炭(PC—100和FGD),一种是浸入硫(S)元素的活性炭(HGR),用来研究表面积的作用(大约550～1000m~2/g)、吸附温度(23～140℃)及Hg°浓度(氮里的Hg°为20和60PPb)。结果表明:吸附出现在PC—100和FGD的活性部位,而它们在140℃的高温处理下不是减少就是失去活性。就HGR来说,在23℃的吸附出现在外表面的无硫部位;在140℃的吸附主要出现在Hg°和S的反应过程中。PC—100和HGR的解吸研究说明:在23℃时活性炭的吸附机理是物理吸附和化学吸附的结合,而在140℃时主要是化学吸附。     

两种类型的活性炭对Zn(Ⅱ)的吸附作用研究

分别用木炭和煤炭作为吸附剂,对Zn(Ⅱ)进行了吸附试验。虽然木炭的比表面积小于煤炭,但其对Zn(Ⅱ)的吸附作用明显优于煤炭。同时,溶液的pH对活性炭的吸附作用也有很大影响。在pH<7时,活性炭对Zn(Ⅱ)的吸附作用随着pH的增加而增加。     

中国燃煤汞排放及活性炭脱汞技术

随着我国经济的快速发展,能源消耗日益增加,由此凸显的环境问题也越来越得到人们的重视。我国是煤炭使用大国,能源结构以煤炭为主,而燃煤带来的大量汞释放使大气环境日益恶化,给人类的健康带来了巨大的威胁。对此我国十分重视,在"十二五"规划中强调并部署了大气汞污染排放的控制及防治工作。目前,国内外对于燃煤电厂释放汞的控制技术逐渐成熟,其中利用活性炭及改性活性炭对煤炭燃烧后产生的汞进行脱除的方法在实际应用中最为广泛,也是各学者研究的热点。文章对我国燃煤释放的汞污染现状及对人体的危害进行了阐述,在众多燃煤脱汞技术中重点回顾了活性炭及改性活性炭对燃煤电厂汞排放的控制技术及机理研究,并对该领域的研究趋势作了展望。     

氯化十六烷基吡啶改性活性炭对水中硝酸盐的吸附作用

采用阳离子表面活性剂氯化十六烷基吡啶(CPC)对活性炭进行了改性,并通过实验考察了CPC改性活性炭对水中硝酸盐的吸附作用.结果表明,CPC改性活性炭对水中的硝酸盐具备较好的吸附能力.CPC改性活性炭对水中硝酸盐的吸附能力明显高于未改性的活性炭.CPC改性活性炭对水中硝酸盐的吸附能力随着CPC负载量的增加而增加.CPC改性活性炭对水中硝酸盐的吸附动力学满足准二级动力学模型.CPC改性活性炭对水中硝酸盐的吸附平衡数据可以较好地采用Langmuir等温吸附模型加以描述.根据Langmuir等温吸附方程,CPC负载量(以活性炭计)为444 mmol·kg-1的改性活性炭对水中硝酸盐的最大单位吸附量为16.1 mg·g-1.CPC改性活性炭对水中硝酸盐的吸附能力随着pH的增加而降低.水中共存的氯离子、硫酸根离子和碳酸氢根离子会抑制CPC改性活性炭对水中硝酸盐的吸附.升高反应温度略微降低了CPC改性活性炭对水中硝酸盐的吸附能力.采用1 mol·L-1的NaCl溶液可以使95%左右吸附到CPC改性活性炭上的硝酸盐解吸下来.CPC改性活性炭吸附水中硝酸盐的主要机制是阴离子交换和静电吸引作用.上述实验结果说明,CPC改性活性炭适合作为一种吸附剂用于去除水中的硝酸盐.     

表面化学改性活性炭对有机物吸附的研究进展

综述了国内外学者对氧化改性和还原改性活性炭吸附有机物的研究进展。氧化改性和还原改性活性炭的比表面积、表面官能团和表面pHpzc都发生了变化,因此对液态和气态有机物的吸附发生变化。吸附机理主要是通过改变三种力的作用形式和大小,即扩散力、供-受电子机制和静电作用。氧化改性活性炭不利于吸附水溶液中的有机物,还原改性活性炭有利于吸附水溶液中的有机物,氧化改性和还原改性活性炭都有利于吸附气态中极性有机物。     

两种铁氧化物对土壤有效态汞的吸附作用研究

利用氧化物对土壤中汞的吸附特性,研究了汞污染土壤中添加铁锰和铁铝复合氧化物对土壤汞有效性的影响.结果表明,在土壤中添加氧化物后,土壤中有效态汞的含量明显降低,在相同添加量下铁铝复合氧化物比铁锰复合氧化物的吸附效果好.14 d时间内,添加铁铝氧化物后,两种土壤中有效态汞的含量分别降低了94.60%和93.11%;添加铁锰氧化物后,两种土样中有效态汞的含量分别降低了88.69%和87.85%,可见两种氧化物是土壤中有效态汞的有效吸附剂.通过方程拟合研究了氧化物对土壤中有效态汞吸附的规律,其中,铁铝氧化物对土壤中有效态汞的吸附规律以Elovich方程和权函数方程拟合度较好,铁锰氧化对土壤中有效态汞的吸附规律以Elovich方程拟合效果最好,零级速率方程及指数方程的拟合效果则相对较差.     

负载硫氯化合物的活性炭去除单质汞的研究

文章在模拟含汞气体条件下研究了高温下负载氯化硫的活性炭对单质汞的去除效果及反应条件对去除率的影响。实验发现,140℃时负载氯化硫的活性炭在接近实际烟气汞浓度条件下能在长时间内保持较高的单质汞去除率;单质汞去除率与氯化硫负载率成正比,与反应温度和模拟含汞气体进口汞浓度成反比。     

颗粒状活性炭对低浓度氰化物的吸附

为确定减少氰化物残余水平的工程技术条件，使其低于加拿大饮用水水质规定的可接受最大浓度（MAC）：0.2mg/L，研究了颗粒状活性炭（GAC）对水溶液中低浓度氰化物（≤1mg/L)的吸附，经过30h的连续混合，吸附过程是缓慢进行的，其初速率随活性炭粒径的增大而增大；一般而言，吸附量与pH值无关（附在pH8-9内略有增加外）；当氰化物浓度>0.3mg/L，吸附量与氰化物溶液浓度呈线性增加;<0.3mg/L则与溶液浓度的一个幂次方成正比，而弗罗因德利希（Freundlich)等温线指出，氰化物浓度对吸附的影响与单位粒状活性炭的吸附量成正比，增加次氮基三乙酸（NTA）达10mg/L以上时，对吸附无影响，但胡敏酸、Ca(Ⅱ）Mg(Ⅱ）Ml(Ⅲ）和Fe(Ⅲ)可减少吸附量的30-50%，GAC吸附氰化物的可能机制及其在水处理方面的意义已被认可，包括CN^-在内的吸附机制是离子交换，象HCN分子这样的氰化物吸附是通过与含氧官能团（如-COH）形成氢键进行的。     

膨润土类矿物脱汞吸附材料的制备及应用研究

文章综述了近年来国内外文献中膨润土类矿物脱汞吸附材料的制备方法,分析了不同材料的脱汞机理和脱汞效果,并提出了膨润土类矿物脱汞吸附技术在汞污染控制中的应用前景,以期为烟气中单质汞、水体中二价汞的污染控制提供新的思路和方法。     

活性炭对水中苯酚的吸附

本文探讨和研究了活性碳吸附水中苯酚的试验方法以及活性碳对水中苯酚的吸附效率。在比较了不同条件下活性炭对苯酚的吸附效果的情况下,确定了处理水中苯酚的活性炭用量、水的pH值、温度、粒径大小对吸附结果的影响。研究结果表明,粒径<100μm,pH值为6左右的条件下,任意温度,活性炭对水中苯酚的吸附效果最好。     

花生壳活性炭对六价铬的吸附

研究了以花生壳为原料,采用氯化锌活化法制取活性炭的最佳工艺条件,通过单因素实验得出制备花生壳活性炭的最佳条件是:活化温度为500℃,活化时间为1h,花生壳与氯化锌溶液的料液比为1∶ 2,氯化锌溶液质量浓度为30%.通过正交实验得出了花生壳活性炭吸附处理六价铬的最佳工艺条件是:吸附温度45℃,吸附时间60min,振荡速率190r/min,活性炭用量为2g/L.对花生壳活性炭的再生以及与市售活性炭吸附性能的对比进行了一定的探讨.